JP2002516089A - Improved methods and materials for transformation - Google Patents

Improved methods and materials for transformation

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JP2002516089A JP2000550982A JP2000550982A JP2002516089A JP 2002516089 A JP2002516089 A JP 2002516089A JP 2000550982 A JP2000550982 A JP 2000550982A JP 2000550982 A JP2000550982 A JP 2000550982A JP 2002516089 A JP2002516089 A JP 2002516089A
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Abstract

(57)【要約】 宿主細胞を形質転換し、かつ外因性RNAをその中に発現するように方向づけられた新規の方法および材料を、本明細書において開示する。特に、それによって外因性ポリヌクレオチドが細胞において発現され、検出可能な形質を与える、外因性ポリヌクレオチドに結合させた複製するウイルスセグメントを細胞に導入するために用いられるDNA送出プラットフォーム(DNA-launching platform)を開示する。 Summary [57] Disclosed herein are novel methods and materials directed to transforming host cells and expressing exogenous RNA therein. In particular, a DNA-launching platform used to introduce a replicating viral segment attached to an exogenous polynucleotide into a cell, whereby the exogenous polynucleotide is expressed in the cell and confers a detectable trait. ) Is disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は以下の機関によって与えられた米国政府の支援の下で行われた:NIH
助成金番号:GM35072。米国政府は本発明において一定の権利を保有する。
[0001] This invention was made with United States Government support awarded by the following agency: NIH
Grant number: GM35072. The United States Government has certain rights in the invention.

【0002】発明の背景 RNAウイルスは、標的とする細胞および組織の表現型および遺伝子型の形質転
換における貴重なツールであることが知られている。例えば、新規ウイルスRNA
発現ベクターについて開示している米国特許第5,500,360号を参照のこと。RNAウ
イルスのゲノムのRNAは、外因性RNAセグメントを含むように改変することができ
ること、および改変されたRNAを宿主細胞に導入して、その中で複製させ、それ
によって外因性RNAセグメントを発現することができることが示されている。
BACKGROUND RNA virus of the invention is known to be a valuable tool in the transformation of phenotypic and genotypic cell and tissue targeting. For example, a novel viral RNA
See US Patent No. 5,500,360 which discloses an expression vector. RNA in the genome of an RNA virus can be modified to include an exogenous RNA segment, and the modified RNA is introduced into a host cell and allowed to replicate therein, thereby expressing the exogenous RNA segment It has been shown that it can.

【0003】 改変されたRNAウイルスを宿主細胞に接種する現行の方法は、特定の鎖のイン
ビトロ転写を行ってから、得られたRNA転写物を宿主細胞に導入することを含む
。現行の接種法に関する一つの問題は、RNAが急速に分解して、このため感染効
率が低くなることである。さらに、インビトロRNA転写物の調製は高価であり時
間を浪費する。
[0003] Current methods of inoculating a host cell with a modified RNA virus involve performing in vitro transcription of a particular strand and then introducing the resulting RNA transcript into the host cell. One problem with current inoculation methods is that RNA is rapidly degraded, which reduces infection efficiency. In addition, preparation of in vitro RNA transcripts is expensive and time consuming.

【0004】 さらに、植物の形質転換および遺伝子工学の出現によって、危険な形質を環境
中にばらまく危険性を有する可能性に関して多くの懸念が持たれている。例えば
、農業的に重要な作物のストレス抵抗性および/除草剤抵抗性を増加させる遺伝
子は、例えば、花粉、機械的散布、または昆虫による散布によって、周辺のあま
り望ましくない損傷の少ない植物に、理論的に「漏れる」可能性がある。この現
象は新しい「超雑草(super weed)」種を生じる可能性があり、これは農業に大
混乱を引き起こしうる。既存のRNAウイルスに基づくベクターは、機械的手段お
よび/または昆虫によって非標的植物に広がりうる。そのような散布は、適当な
トランス作用因子を発現する標的植物に限って複製および/または運動すること
ができるベクターを用いることによって予防することができる。したがって、標
的細胞および組織の形質転換に関して、より安価で、しかもより効率的な方法は
なおも必要である。その上、遺伝子操作された形質が環境に望ましくないように
散布されることに関連した潜在的危険性を軽減する、新規形質転換方法が必要で
ある。
[0004] In addition, with the advent of plant transformation and genetic engineering, there has been much concern about the potential risk of disseminating dangerous traits into the environment. For example, genes that increase the stress and / or herbicide resistance of agriculturally important crops can be added to the surrounding less-desired, less-damaged plants by, for example, pollen, mechanical spraying, or insect spraying. "Leakage" may occur. This phenomenon can give rise to new “super weed” species, which can cause havoc in agriculture. Existing RNA virus-based vectors can be spread to non-target plants by mechanical means and / or insects. Such dissemination can be prevented by using a vector that can replicate and / or move only in the target plant that expresses the appropriate trans-acting factor. Thus, there remains a need for cheaper and more efficient methods for transforming target cells and tissues. In addition, there is a need for new transformation methods that reduce the potential risks associated with the undesired distribution of genetically engineered traits into the environment.

【0005】発明の簡単な説明 本発明は、細胞にDNA送出プラットフォーム(DNA-launching platform)をト
ランスフェクトする段階を含む、宿主細胞を形質転換する改良された材料および
方法に関する。本発明の一つの局面は、それによってDNA送出プラットフォーム
を宿主細胞に導入することができ、その中でDNA送出プラットフォームが複製お
よび発現されるように、上記改良されたウイルスRNA分子を宿主細胞に有効に「
送出する(launching)」ことができる、DNA依存性RNAポリメラーゼ(pol)プロ
モーターの下流に、改変されたウイルスRNA分子をコードするDNA送出プラットフ
ォームに関する。本明細書において用いられる「改変されたウイルスRNA分子」
という用語は、その天然の状態から変化しているウイルスRNAを意味する。ウイ
ルスRNAの変化の例には、ウイルスRNAゲノムの一部の除去、外因性RNAの挿入ま
たは置換等が含まれるがこれらに限定されることはない。外因性RNAセグメント
は、それがRNA複製を妨害しないように、ウイルスRNA分子のある領域に存在しう
る。そのような操作の技術は何年も前から当業者に周知であった。好ましくは、
改変されたウイルスRNA分子は、改変されたウイルスRNA分子の3'末端近位に存在
するリボザイムをさらに含む。ウイルスセグメントは、トランス作用ウイルス複
製エレメントの存在下で、または非存在下で複製される能力を有してもよい。
[0005] BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention comprises the step of transfecting DNA delivery platform (DNA-launching platform) to the cells, the host cells for improved materials and methods for transformation. One aspect of the invention is that the improved viral RNA molecule is effective in a host cell so that the DNA delivery platform can be introduced into a host cell, in which the DNA delivery platform is replicated and expressed. "
It relates to a DNA delivery platform that encodes a modified viral RNA molecule downstream of a DNA-dependent RNA polymerase (pol) promoter, which can be “launching”. "Modified viral RNA molecule" as used herein
The term refers to a viral RNA that has changed from its natural state. Examples of changes in the viral RNA include, but are not limited to, removal of a portion of the viral RNA genome, insertion or replacement of exogenous RNA, and the like. An exogenous RNA segment can be present in a region of a viral RNA molecule such that it does not interfere with RNA replication. The art of such operations has been known to those skilled in the art for many years. Preferably,
The modified viral RNA molecule further comprises a ribozyme located proximal to the 3 'end of the modified viral RNA molecule. Viral segments may be capable of replicating in the presence or absence of trans-acting viral replication elements.

【0006】 本発明のもう一つの局面は、ウイルスRNA分子および外因性RNAセグメントをコ
ードするDNA送出プラットフォームを、該ウイルスRNAセグメントまたは該外因性
RNAセグメントの複製を妨害しない部位に導入する段階を含み、それによって、
外因性RNAセグメントが宿主細胞において検出可能な形質を付与する、宿主の遺
伝子型または表現型を改変する方法に関する。本発明は、多様な植物細胞に当て
はまる。
[0006] Another aspect of the invention relates to the use of a DNA delivery platform encoding a viral RNA molecule and an exogenous RNA segment, wherein the DNA delivery platform encodes the viral RNA segment or the exogenous RNA segment.
Introducing the RNA segment into a site that does not interfere with replication, thereby
A method for altering the genotype or phenotype of a host, wherein the exogenous RNA segment confers a detectable trait in the host cell. The invention applies to a variety of plant cells.

【0007】 本発明のなおさらなる局面は、本発明のDNA送出プラットフォームが導入され
た細胞に関する。
[0007] Yet a further aspect of the invention relates to a cell into which the DNA delivery platform of the invention has been introduced.

【0008】 本発明のさらにもう一つの局面は、DNA送出プラットフォームをトランスフェ
クトさせた細胞を含む植物に関する。
[0008] Yet another aspect of the invention relates to a plant comprising cells transfected with a DNA delivery platform.

【0009】 本発明の新規方法および材料は、本発明のDNA送出プラットフォームを利用す
ればRNA接種物の分解に対してより抵抗性となるため、かつそれぞれのDNA送出プ
ラットフォームが長期間にわたって多数のRNA転写物を産生するために、RNAウイ
ルスのより大きい接種効率を提供する。DNA送出プラットフォームは、所望のベ
クター構築物の遺伝的に安定な植物内貯蔵コピーを提供することから、該DNA送
出プラットフォームの持続的な転写によって、宿主細胞に所望の構築物が繰り返
し再接種されると思われる。これは、植物および動物RNAウイルスに基づくベク
ターからの幾つかの遺伝子の発現が阻害された、という遺伝子不安定性問題を解
消する役に立つ。さらに、本発明の接種方法は、インビトロRNA転写物を接種す
る場合より安価で、しかも効率がよい、大規模で用いられるバルクとして接種物
を生成する、はるかに単純な手段を提供する。
[0009] The novel methods and materials of the present invention show that the use of the DNA delivery platforms of the present invention makes them more resistant to degradation of RNA inoculum, and that each DNA delivery platform provides a large number of RNA Provides greater inoculation efficiency of RNA virus to produce transcripts. Since the DNA delivery platform provides a genetically stable in-plant storage copy of the desired vector construct, sustained transcription of the DNA delivery platform will likely result in repeated re-inoculation of the host cell with the desired construct. It is. This helps to overcome the problem of gene instability, in which the expression of some genes from vectors based on plant and animal RNA viruses has been inhibited. Furthermore, the inoculation method of the present invention provides a much simpler means of producing the inoculum as a bulk used on a large scale, which is cheaper and more efficient than inoculating in vitro RNA transcripts.

【0010】配列の簡単な説明 配列番号:1 :pB1LR2−部分ヌクレオチド配列はBMV 1a発現カセットを含む
BRIEF DESCRIPTION OF THE SEQUENCES SEQ ID NO: 1: pB1LR2-partial nucleotide sequence contains the BMV1a expression cassette.

【0011】 配列番号:2 :pB1LR3−部分ヌクレオチド配列はBMV 1a発現カセットを含む
SEQ ID NO: 2: pB1LR3-partial nucleotide sequence contains the BMV1a expression cassette.

【0012】 配列番号:3 :pB2LR4−部分ヌクレオチド配列はBMV 2a発現カセットを含む
SEQ ID NO: 3: pB2LR4--Partial nucleotide sequence contains the BMV 2a expression cassette.

【0013】 配列番号:4 :pB2LR5−部分ヌクレオチド配列はBMV 2a発現カセットを含む
SEQ ID NO: 4: pB2LR5--Partial nucleotide sequence contains the BMV 2a expression cassette.

【0014】 配列番号:5 :pB12LR6−部分ヌクレオチド配列はBMV 1aおよび2a発現カセ
ットを含む。
SEQ ID NO: 5: pB12LR6-partial nucleotide sequence includes BMV 1a and 2a expression cassettes.

【0015】 配列番号:6 :pB12LR7−部分ヌクレオチド配列はBMV 1aおよび2a発現カセ
ットを含む。
SEQ ID NO: 6: pB12LR7-partial nucleotide sequence includes BMV 1a and 2a expression cassettes.

【0016】 配列番号:7 :pB12LR8−部分ヌクレオチド配列はBMV 1aおよび2a発現カセ
ットを含む。
SEQ ID NO: 7: pB12LR8-partial nucleotide sequence includes BMV 1a and 2a expression cassettes.

【0017】 配列番号:8 :pB12LR9−部分ヌクレオチド配列はBMV 1aおよび2a発現カセ
ットを含む。
SEQ ID NO: 8: pB12LR9-partial nucleotide sequence includes BMV 1a and 2a expression cassettes.

【0018】発明の詳細な説明 本発明の理解を容易にするために、本明細書を通じて特定の用語を本明細書に
おいて定義する。本明細書において用いられる「RNAウイルス」という用語は、
ウイルスのゲノムが二本鎖または一本鎖型のRNAであって、一本鎖が(+)鎖ま
たは(−)鎖であるウイルスを意味する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In order to facilitate understanding of the present invention, certain terms are defined herein throughout this specification. The term "RNA virus" as used herein,
A virus whose virus genome is double-stranded or single-stranded RNA and whose single strand is a (+) strand or a (-) strand.

【0019】 本明細書において用いられる「トランスフェクション」または「トランスフェ
クトされた」という用語は、機械的接種、エレクトロポレーション、アグロ感染
、パーティクル-ボンバードメント、マイクロインジェクション、または他の既
知の方法によって細胞に外来性DNAまたはRNAを導入することを意味する。
As used herein, the term “transfection” or “transfected” refers to by mechanical inoculation, electroporation, agroinfection, particle-bombardment, microinjection, or other known methods. Introducing exogenous DNA or RNA into cells.

【0020】 本明細書において用いられる「形質転換」または「形質転換した」とは、細胞
において永続的な遺伝的変化を引き起こす、細胞における外来性DNAまたはRNAの
安定な組み込みを意味する。したがって、当業者は、細胞のトランスフェクショ
ンがその細胞の形質転換を生じる可能性があると理解すると思われる。
“Transformation” or “transformed” as used herein refers to the stable integration of exogenous DNA or RNA into a cell that causes a permanent genetic change in the cell. Thus, one of skill in the art would understand that transfection of a cell may result in transformation of the cell.

【0021】 本明細書において「送出された(launched)」とは、本明細書に記述するよう
にDNA送出プラットフォームから転写された、好ましくは複製されたポリヌクレ
オチドを意味する。
As used herein, “launched” refers to a preferably transcribed, preferably replicated, polynucleotide transcribed from a DNA delivery platform as described herein.

【0022】 本明細書において用いられる「シス作用エレメント」という用語は、シスで存
在しなければならない、すなわちその鎖の複製に対する必要条件としてそれぞれ
のウイルス鎖の一部として存在しなければならない、RNAウイルスのRNAゲノムの
一部を示す。ウイルス複製は、シス作用エレメントと相互作用してRNA複製を行
う1つまたはそれ以上のトランス(拡散型)エレメントの存在に依存すると思わ
れる。トランス作用エレメントが複製に必要である場合、それらは提供され、改
変されたウイルスRNA上に存在する必要はなく、またはRNA上でコードされる必要
はないが、他の何らかの手段によって感染細胞内で利用できるようにしてもよい
。例えば、トランス作用の複製機能は、改変されたRNAと同時に細胞にトランス
フェクトされたウイルスゲノムの他の改変されていない、または改変された構成
要素によって提供してもよい。同じアプローチを運動蛋白質、コート蛋白質、お
よび他の機能を含む他のトランス作用機能のために用いることができる。標的細
胞もまた予め改変してもよく、例えば、細胞は染色体からトランス作用機能の構
成的発現を提供するように先に形質転換しておいてもよい。シス作用エレメント
は、RNA複製によって宿主細胞内で複製されるべきRNA分子上に存在しなければな
らないウイルスRNAの1つまたはそれ以上のセグメントで構成される。セグメン
トはウイルスRNA分子の5'および3'末端部分である可能性が最も高く、他の部分
および/またはウイルスオープンリーディングフレームも同様に含んでもよい。
したがって、シス作用エレメントは機能的な用語において定義される:必須のト
ランス作用エレメントを含むことが知られている細胞においてRNAの複製能を破
壊する如何なる改変も、シス作用エレメントにおける改変であると思われる。逆
に、複製を妨害することなく、そのような欠失または挿入に耐えることができる
配列領域における欠失または挿入のような如何なる改変も、シス作用エレメント
外での改変である。本明細書に示すように、当業者によって機能的な例であるこ
とが既知であり、容認されているBMVの例を用いて、そこからRNAウイルス分子の
実質的な部分を、複製を妨害することなく、欠失、挿入、または欠失と挿入の組
合せによって改変してもよい。
As used herein, the term “cis-acting element” refers to an RNA that must be present in cis, ie, must be present as part of the respective viral strand as a requirement for replication of that strand. Shows a portion of the viral RNA genome. Viral replication appears to depend on the presence of one or more trans (diffusible) elements that interact with cis-acting elements to effect RNA replication. If trans-acting elements are required for replication, they are provided and need not be present on the modified viral RNA, or need not be encoded on the RNA, but may be present in the infected cell by some other means. You may make it available. For example, the trans-acting replication function may be provided by other unmodified or modified components of the viral genome transfected into the cell simultaneously with the modified RNA. The same approach can be used for other trans-acting functions, including motor proteins, coat proteins, and other functions. The target cell may also be pre-modified, for example, the cell may have been previously transformed from a chromosome to provide constitutive expression of a trans-acting function. A cis-acting element is comprised of one or more segments of viral RNA that must be present on an RNA molecule to be replicated in a host cell by RNA replication. The segments are most likely the 5 'and 3' end portions of the viral RNA molecule and may include other portions and / or the viral open reading frame as well.
Thus, a cis-acting element is defined in functional terms: any modification that disrupts the ability of an RNA to replicate in a cell known to contain an essential trans-acting element appears to be a modification in the cis-acting element. It is. Conversely, any modification, such as a deletion or insertion in a sequence region that can withstand such deletion or insertion without disrupting replication, is outside the cis-acting element. As shown herein, a substantial portion of an RNA viral molecule from which a substantial portion of an RNA viral molecule is prevented from replicating, using examples of BMVs known and accepted by those of skill in the art to be functional Without modification, they may be modified by deletion, insertion, or a combination of deletion and insertion.

【0023】 「外因性RNA」とは、外因性RNAセグメント源がRNAウイルスそのものとは異な
る、改変すべきウイルスRNAに挿入されるRNAのセグメントまたは構成要素を記述
するために用いられる用語である。RNA源は、他のウイルス、植物、動物、細菌
、ウイルスまたは真菌のような生物であってもよい。外因性RNAは化学合成したR
NAであってもよく、天然のRNAに由来してもよく、または上記の組合せであって
もよい。外因性RNAは、RNAセグメントによって提供されることが適当であって知
られている如何なる機能を提供してもよい。そのような機能には、宿主細胞によ
って翻訳されると、有用なまたは所望の形質を有するペプチドまたは蛋白質の合
成が起こる配列をコードするメッセンジャーRNAとして作用するRNAがコード機能
を含むが、これに限定されることはない;RNAセグメントは構造的、例えばリボ
ソームRNAにおいて構造的であってもよい;これは、例えば核内低分子RNA、また
はアンチセンスRNAに関して調節的であってもよい;または触媒的であってもよ
い。当業者は、外因性RNAが例えば、発現されると、細胞代謝の変化のような所
望の表現型特徴を発揮する、生化学経路において鍵酵素である蛋白質をコードし
てもよいと理解すると思われる。さらに、外因性RNAは、ジンクフィンガー、ウ
イングド-へリックス(winged helix)、およびロイシンジッパー蛋白質のよう
な、転写の調節に関係する蛋白質をコードしてもよい。特に興味深い機能は、ア
ンチセンスRNA、時に(−)鎖RNAと呼ばれるものによって提供されるが、これは
実際に相補的塩基対形成を通じて、標的細胞においてRNAに結合してその機能を
阻害することができる、標的細胞中に存在するもう一つのRNA配列と実際に相補
的な配列である。
“Exogenous RNA” is a term used to describe an RNA segment or component that is inserted into the viral RNA to be modified, where the source of the exogenous RNA segment is different from the RNA virus itself. The source of RNA may be an organism such as another virus, plant, animal, bacterium, virus or fungus. Exogenous RNA is chemically synthesized R
It may be NA, derived from natural RNA, or a combination of the above. Exogenous RNA may provide any function suitable and known to be provided by an RNA segment. Such functions include, but are not limited to, RNA that acts as a messenger RNA that, when translated by a host cell, results in the synthesis of a peptide or protein having a useful or desired trait. The RNA segment may be structural, eg, in ribosomal RNA; this may be regulatory, eg, with respect to small nuclear RNA, or antisense RNA; or catalytic It may be. One of skill in the art will appreciate that exogenous RNA, for example, may encode a protein that is a key enzyme in a biochemical pathway that, when expressed, exhibits a desired phenotypic characteristic, such as a change in cellular metabolism. It is. In addition, exogenous RNA may encode proteins involved in the regulation of transcription, such as zinc fingers, winged helix, and leucine zipper proteins. A particularly interesting function is provided by antisense RNA, sometimes referred to as (-) strand RNA, which indeed binds to and inhibits its function in target cells through complementary base pairing. A possible sequence is one that is actually complementary to another RNA sequence present in the target cell.

【0024】 「非ウイルス」という用語は、本明細書において、その改変が複製および発現
のために利用される、ウイルス内に通常含まれない如何なるRNAセグメントも意
味し、したがって、「外因性」という用語と同義に用いられる。したがって、改
変された種とは異なるウイルス種に由来する遺伝子は、本発明を記述する目的に
関して「非ウイルス」および「外因性」という用語の意味に含まれる。例えば、
用語としての非ウイルス遺伝子には、形質転換を行うために改変されたウイルス
とは区別することができるタイプの細菌ウイルス、動物ウイルス、または植物ウ
イルスに由来する遺伝子が含まれる。さらに、非ウイルス遺伝子は、如何なる原
核生物または真核生物に由来する構造遺伝子であってもよい。
The term “non-viral” as used herein refers to any RNA segment not normally contained within the virus, whose modifications are utilized for replication and expression, and thus is referred to as “exogenous” Used synonymously with term. Thus, genes derived from a different viral species than the modified species are included within the meaning of the terms "non-viral" and "exogenous" for purposes of describing the present invention. For example,
Non-viral genes as the term include genes derived from bacterial, animal, or plant viruses of a type that can be distinguished from viruses that have been modified to effect transformation. Further, the non-viral gene may be a structural gene derived from any prokaryote or eukaryote.

【0025】 一つの態様において、本発明は、ウイルスRNAを細胞に導入するためにDNA送出
プラットフォームを利用する、宿主細胞をトランスフェクトする新規方法に関す
る。本発明は、外因性RNA構成要素およびDNA依存性RNA polプロモーターに結合
したRNAウイルス構成要素を含む、改変されたウイルスRNA分子をコードするDNA
送出プラットフォームを用いるトランスフェクション法によって方向づけされる
。DNA依存性RNA polプロモーターは、好ましくは改変されたウイルスRNA分子の5
'転写開始部位の10ヌクレオチドまでの中に融合されるが、必ずしもその必要は
なく、より好ましくは5'転写開始部位の5ヌクレオチドまでの範囲内である。DNA
送出プラットフォームの発現によって、改変されたウイルスRNA分子の転写物が
生成され、次にこれは、複製因子の存在下でRNA複製を行うことができるが、こ
の複製因子は改変されたウイルスRNA中に存在しうる、および/または染色体か
らの発現を含む他の手段によってイントランスで供給されてもよく、または異な
る送出プラスミド上に供給されてもよい。改変されたウイルスRNAが複製される
場合、外因性RNAも同様に複製されうる。さらに、外因性RNAは細胞に発現させる
ことができ、それによって既定の表現型形質が得られる。好ましい態様において
、DNA送出プラットフォームはさらに、該RNA分子の3'末端に近位に存在する自己
切断性のリボザイムをコードするヌクレオチド配列を含む。当業者に容易に明ら
かなように、既知のリボザイムを本発明に従って用いてもよい。好ましい態様に
おいて、リボザイムは3'領域で改変されたRNAウイルス分子を切断する。3'領域
は、3'末端の上流または下流の30ヌクレオチドまでで構成されることができ、好
ましくは3'末端の上流または下流の10ヌクレオチドまでで構成される。より好ま
しい態様において、リボザイムは改変されたRNAウイルス分子を3'末端で正確に
切断する。他の既知の調節配列、例えばプロモーターおよび/または終結配列も
また、DNA送出プラットフォームに置換してもよく、および/またはDNA送出プラ
ットフォーム上に含んでもよい。改変されたウイルスRNA分子配列の3'末端の近
位に、適した制限酵素部位を導入することができ、トランスフェクションの前に
、DNA分子を適当な制限酵素によって切断することができる。本明細書において
用いられるように、「DNA送出プラットフォーム(DNA-launching platform)」
という用語は、改変されたウイルスRNAセグメントをコードするセグメントを含
むコード領域を有し、かつさらに、細胞の中に輸送され、その後転写されること
ができる、環状または直鎖状のDNA分子を意味すると解釈される。
In one embodiment, the invention relates to a novel method of transfecting host cells utilizing a DNA delivery platform to introduce viral RNA into cells. The present invention relates to a DNA encoding a modified viral RNA molecule, comprising an exogenous RNA component and an RNA viral component linked to a DNA-dependent RNA pol promoter.
Directed by a transfection method using a delivery platform. The DNA-dependent RNA pol promoter is preferably one of the modified viral RNA molecules.
It is fused within, but need not be, up to 10 nucleotides of the 'transcription start site, more preferably within 5 nucleotides of the 5' transcription start site. DNA
Expression of the delivery platform produces a transcript of the modified viral RNA molecule, which can then perform RNA replication in the presence of a replication factor, which replicates in the modified viral RNA. It may be provided in trans by other means, including present from and / or including expression from a chromosome, or may be provided on a different delivery plasmid. If the modified viral RNA is replicated, the exogenous RNA may be replicated as well. In addition, exogenous RNA can be expressed in cells, resulting in a defined phenotypic trait. In a preferred embodiment, the DNA delivery platform further comprises a nucleotide sequence encoding a self-cleaving ribozyme proximal to the 3 'end of the RNA molecule. As will be readily apparent to those skilled in the art, known ribozymes may be used in accordance with the present invention. In a preferred embodiment, the ribozyme cleaves a modified RNA viral molecule at the 3 'region. The 3 'region can be composed of up to 30 nucleotides upstream or downstream of the 3' end, and is preferably composed of up to 10 nucleotides upstream or downstream of the 3 'end. In a more preferred embodiment, the ribozyme cleaves the modified RNA viral molecule exactly at the 3 'end. Other known regulatory sequences, such as promoter and / or termination sequences, may also be substituted for and / or included on the DNA delivery platform. A suitable restriction enzyme site can be introduced proximal to the 3 'end of the modified viral RNA molecule sequence, and the DNA molecule can be cleaved with a suitable restriction enzyme prior to transfection. As used herein, "DNA-launching platform"
The term refers to a circular or linear DNA molecule that has a coding region that includes a segment that encodes a modified viral RNA segment, and that can further be transported into a cell and subsequently transcribed. It is interpreted as follows.

【0026】 可能性がある調節配列は、ウイルス起源(CaMV 19Sおよび35S)のプロモータ
ーまたは、対応する終結/ポリA+配列を有するいわゆる「ハウスキーピング」遺
伝子(ユビキチン、アクチン、チューブリン)のような、発現に関して構成的で
あることが既に示されている任意のプロモーターを含むことができるが、これら
に限定されることはない。同様に、対応する終結/ポリA+配列を有する、植物脂
肪酸/脂質生合成遺伝子(ACP、アシルトランスフェラーゼ、デサチュラーゼ、
脂質転移蛋白質遺伝子)のプロモーター、または貯蔵蛋白質遺伝子(例えば、ゼ
イン、ナピン、クルシフェリン、コングリシニン、ファセオリン、もしくはレク
チン遺伝子)のプロモーターのような、種子および/または発生学的に特異的な
プロモーターを標的化発現に用いることができる。さらに、遺伝子は、遺伝子発
現が、光(rbcS-3A、cab-1)、熱(hsp遺伝子プロモーター)、または創傷(マ
ンノピン、HGPG)によって誘導されるように、誘導型プロモーターおよびその終
結配列の調節下に置くことができる。プロモーターは、本来の形で、または短縮
型のいずれかで用いてもよく、自身または異種の終結/ポリA+配列と対にしても
よいことは当業者に明らかである。
Possible regulatory sequences include promoters of viral origin (CaMV 19S and 35S) or so-called “housekeeping” genes (ubiquitin, actin, tubulin) with corresponding termination / polyA + sequences. It can include, but is not limited to, any promoter that has already been shown to be constitutive for expression. Similarly, plant fatty acid / lipid biosynthesis genes (ACP, acyltransferase, desaturase,
Targets seed and / or developmentally specific promoters, such as promoters of lipid transfer protein genes) or storage protein genes (eg, zein, napin, luciferin, conglycinin, phaseolin, or lectin genes) It can be used for chemical expression. In addition, the gene regulates an inducible promoter and its termination sequence such that gene expression is induced by light (rbcS-3A, cab-1), heat (hsp gene promoter), or wound (mannopine, HGPG). Can be put down. It will be apparent to those skilled in the art that the promoter may be used either in its native form or in a truncated form and may be paired with itself or a heterologous termination / polyA + sequence.

【0027】 特に好ましい態様において、本発明は、以下の段階を含む、細胞の遺伝子型ま
たは表現型を改変する方法に対して方向付けされる:a)ウイルスRNAが、それに
よってコードされるRNA産物の複製を妨害することなく、そのような挿入に耐え
ることができる領域に配置された非ウイルスRNA構成要素をコードするDNAセグメ
ントを含むように改変されている、ウイルスRNAのcDNA分子、またはRNAウイルス
が多くの部分に分かれている場合にはRNA構成要素の少なくとも1つのcDNA分子
を形成する段階;b)改変されたcDNAをDNA送出プラットフォームにクローニング
する段階;およびc)適した宿主細胞に該DNA送出プラットフォームをトランスフ
ェクトする段階。最も好ましい態様において、本方法は、植物をトランス作用ウ
イルス複製因子および/または他のトランス作用因子によって予め形質転換する
段階をさらに含む。そのようなトランス作用因子は、ウイルス運動蛋白質、コー
ト蛋白質、ウイルスプロテアーゼ、ならびに他の構造的および非構造的遺伝子を
含んでもよい。トランス作用因子の安定な発現のほかに、トランス作用因子は異
なる発現プラスミド上に導入してもよく、またはRNA転写物から発現してもよい
。好ましい態様において、そのようなトランス作用因子は複製しない。適した宿
主細胞には、プロトプラスト、細胞懸濁液、または組織中もしくは生物全体の細
胞を含んでもよい。
In a particularly preferred embodiment, the present invention is directed to a method of altering the genotype or phenotype of a cell, comprising the following steps: a) the viral RNA is the RNA product encoded thereby A viral RNA cDNA molecule, or RNA virus, that has been modified to include a DNA segment that encodes a non-viral RNA component located in a region that can withstand such insertions without interfering with the replication of the virus. Forming a cDNA molecule of at least one of the RNA components if is divided into many parts; b) cloning the modified cDNA into a DNA delivery platform; and c) placing the DNA in a suitable host cell. Transfecting the delivery platform. In a most preferred embodiment, the method further comprises the step of pre-transforming the plant with a trans-acting viral replication factor and / or other trans-acting factors. Such trans-acting factors may include viral motility proteins, coat proteins, viral proteases, and other structural and non-structural genes. In addition to stable expression of the trans-acting factor, the trans-acting factor may be introduced on a different expression plasmid or may be expressed from an RNA transcript. In a preferred embodiment, such trans-acting factors do not replicate. Suitable host cells may include protoplasts, cell suspensions, or cells in tissues or whole organisms.

【0028】 本明細書のより広い開示の例として解釈される特定の態様において、RNAウイ
ルスセグメントは、スズメノチャヒキモザイクウイルス(BMV)に由来すること
ができ、それによってDNA送出プラットフォームはウイルスのRNA3セグメントを
コードするDNAを含む。スズメノチャヒキモザイクウイルス(BMV)は、動物およ
び植物のプラス鎖RNAウイルスのαウイルス様スーパーファミリーのメンバーで
あり、3つのRNAに分かれたゲノムを有する。RNA1およびRN2はそれぞれ、1aおよ
び2a蛋白質をコードし、これはゲノムRNA複製およびサブゲノムmRNA合成にとっ
て必要である(例えば、本明細書と矛盾しない程度に、参照として本明細書に組
み入れられる、米国特許第5,500,360号を参照のこと)。これらの蛋白質は、α
ウイルス様スーパーファミリーのメンバー全てにおいて保存されている3つのド
メインを含む。1a(109 kDa)はc-近位ヘリカーゼ様ドメインおよびRNAキャッピ
ングに関係するn-近位ドメインを含み、2a(94 kDa)は、中央ポリメラーゼ様ド
メインを含む。例えば、フレンチ&アールクイスト(French and Ahlquist)(1
988)を参照のこと。1aおよび2aは互いに相互作用すると共に細胞因子と相互作
用して、感染した細胞の小胞体と会合した膜結合型ウイルスRNA複製複合体を形
成する。2.1 kbのRNAであるBMV RNA3は、天然の植物宿主においてBMV感染の伝搬
に関与しているがRNA複製に関しては重要でない、3a蛋白質(32 kDa)およびコ
ート蛋白質(20 kDa)をコードする。米国特許第5,500,360号を参照のこと。RNA
3ウイルスセグメントの3aまたはコート蛋白質遺伝子は、それによって複製エレ
メントを妨害しない外因性RNAに置換することができる。さらに、外因性RNAセグ
メントはさらなるサブゲノムプロモーターの下流に挿入することができる。なお
さらに、細胞または組織は、必要なシス作用構成要素を有する外来遺伝子を含む
DNA送出プラットフォームを、外来遺伝子が複製および/または発現されるよう
にトランスフェクトする、1a、2a、3a、およびコート蛋白質、またはその如何な
る組合せも発現するように予め形質転換することができる。
[0028] In certain embodiments, which are to be construed as examples of the broader disclosure herein, the RNA viral segment can be derived from Poa annua moss mosaic virus (BMV), whereby the DNA delivery platform is a viral RNA3 Contains DNA encoding the segment. Spirulina moss mosaic virus (BMV) is a member of the alphavirus-like superfamily of animal and plant plus-strand RNA viruses and has a genome divided into three RNAs. RNA1 and RN2 encode 1a and 2a proteins, respectively, which are required for genomic RNA replication and subgenomic mRNA synthesis (eg, U.S. Patents, which are incorporated herein by reference to the extent not inconsistent with this specification). No. 5,500,360). These proteins are
It contains three domains that are conserved among all members of the virus-like superfamily. 1a (109 kDa) contains the c-proximal helicase-like domain and the n-proximal domain involved in RNA capping, and 2a (94 kDa) contains the central polymerase-like domain. For example, French and Ahlquist (1
988). 1a and 2a interact with each other and with cellular factors to form a membrane-associated viral RNA replication complex associated with the endoplasmic reticulum of infected cells. BMV RNA3, a 2.1 kb RNA, encodes a 3a protein (32 kDa) and a coat protein (20 kDa) that are involved in the transmission of BMV infection in natural plant hosts but are not important for RNA replication. See U.S. Patent No. 5,500,360. RNA
The 3a or coat protein gene of the three viral segments can be replaced by exogenous RNA, thereby not interfering with the replication element. In addition, an exogenous RNA segment can be inserted downstream of an additional subgenomic promoter. Still further, the cell or tissue contains a foreign gene with the required cis-acting components
The DNA delivery platform can be pre-transformed to express 1a, 2a, 3a, and coat proteins, or any combination thereof, that is transfected so that the foreign gene is replicated and / or expressed.

【0029】 一つの態様において、1aおよび2a蛋白質を発現するようにトランスジェニック
的に操作されるように、宿主細胞をBMV1またはBMV2によって予め形質転換する。
好ましくは、BMV1およびBMV2の5'および3'末端は、それらが複製できないが、宿
主細胞の小胞体に会合したウイルスRNA複製複合体を形成するために1aおよび2a
を発現することができるように切除される。RNA3ウイルス複製セグメントと共に
、関心対象の外因性RNAを含むDNA送出プラットフォームのその後のトランスフェ
クションによって、環境へのウイルスRNAの漏出という望ましくない危険な散布
を防止しながら、該外因性RNAを発現させることができる。すなわち、植物は、
感染性BMV粒子を形成するためには3つのセグメント全てを有していなければな
らないため、機械または昆虫によるRNAウイルスベクターの散布による外来遺伝
子の環境への危険な逸出は回避される。当業者は、BMVの実施例において、DNA送
出プラットフォームがまた、RNA1またはRNA2のいずれかに由来しうることを容易
に認識すると思われる。例えば、1a蛋白質をコードする配列は、外因性RNAに置
換することができる;複製は1aの発現を必要とする(例えば、異なる発現プラス
ミド)。好ましい態様において、DNA送出プラットフォームはまた、リボザイム
がRNA3を3'末端で切断する、改変されたRNA3の3'末端に近位に存在するリボザイ
ムを含む。本明細書に含まれる開示に関して当業者には容易に明らかとなるよう
に、他の既知のウイルスに由来するウイルスセグメントおよび/またはサブウイ
ルス物質を、本発明のDNA送出プラットフォームを処方するために用いることが
できる。当業者は、BMVが本発明を実践するために適した多くのウイルスの単な
る代表的な一例に過ぎないことを認識すると思われる。本発明が基づく原理が、
無数のウイルスに広く適応可能であることは広く容認されている。他のそのよう
なウイルスの例には、アルファルファモザイクウイルス(AMV)、ムギ斑葉モザ
イクウイルス、ササゲモザイクウイルス、キュウリモザイクウイルス、レオウイ
ルス、ポリオウイルス、シンドビスウイルス、水疱性口内炎ウイルス、インフル
エンザウイルス、レトロウイルス、およびササゲクロロティックモットルウイル
ス(CCMV)、ならびにRNA中間体を通じて複製し、そこからcDNAコピーを得るこ
とができる、他の如何なるウイルスも含まれるがこれらに限定されることはない
。特に、他のウイルスをさらに特徴付けするれば、当業者は本明細書の開示を他
の適したウイルスにも応用可能であることを容易に認識すると思われる。
In one embodiment, the host cell is pre-transformed with BMV1 or BMV2 so that it is transgenically engineered to express the 1a and 2a proteins.
Preferably, the 5 ′ and 3 ′ ends of BMV1 and BMV2 are 1a and 2a because they cannot replicate, but form a viral RNA replication complex associated with the endoplasmic reticulum of the host cell.
Is excised to allow expression. Subsequent transfection of a DNA delivery platform containing the exogenous RNA of interest, along with the RNA3 viral replication segment, to express the exogenous RNA while preventing the unwanted and dangerous spread of viral RNA leaking into the environment Can be. That is, the plant
Since all three segments must be present in order to form infectious BMV particles, dangerous escape of foreign genes into the environment by mechanical or insect dissemination of the RNA viral vector is avoided. One of skill in the art will readily recognize that, in the BMV example, the DNA delivery platform may also be derived from either RNA1 or RNA2. For example, a sequence encoding the 1a protein can be replaced by exogenous RNA; replication requires expression of 1a (eg, a different expression plasmid). In a preferred embodiment, the DNA delivery platform also includes a ribozyme proximal to the 3 'end of the modified RNA3, wherein the ribozyme cleaves RNA3 at the 3' end. As will be readily apparent to one of skill in the art in light of the disclosure contained herein, viral segments and / or subviral material from other known viruses are used to formulate the DNA delivery platforms of the present invention. be able to. One skilled in the art will recognize that BMV is only a representative example of many viruses suitable for practicing the present invention. The principle on which the present invention is based
It is widely accepted that it is widely adaptable to countless viruses. Examples of other such viruses include alfalfa mosaic virus (AMV), wheat spot mosaic virus, cowpea mosaic virus, cucumber mosaic virus, reovirus, poliovirus, Sindbis virus, vesicular stomatitis virus, influenza virus, Including, but not limited to, retroviruses and cowpea chlorotic mottle virus (CCMV), and any other virus that can replicate through an RNA intermediate and obtain a cDNA copy therefrom. In particular, if one further characterizes other viruses, one of skill in the art will readily recognize that the disclosure herein is applicable to other suitable viruses.

【0030】 当業者は、外来遺伝子を細胞に導入する既知の方法を、本開示の開示に従って
用いることができることを容易に認識すると思われる。そのような方法には、機
械的接種、パーティクル-ボンバードメント、アグロ感染、エレクトロポレーシ
ョン、およびマイクロインジェクション、ならびにその他の既知の方法が含まれ
るが、これらに限定されることはない。
[0030] One of skill in the art will readily recognize that known methods for introducing foreign genes into cells can be used in accordance with the disclosure of the present disclosure. Such methods include, but are not limited to, mechanical inoculation, particle-bombardment, agroinfection, electroporation, and microinjection, and other known methods.

【0031】 本発明の様々な局面は、形質転換およびトランスフェクト剤として選択したウ
イルスおよび挿入すべきRNAセグメントの特異的特性に応じて、必要に応じて改
変することができる。例えば、挿入された遺伝子は天然に存在する遺伝子である
必要はなく、改変してもよく、1つ以上のコードセグメントの複合体であっても
よく、または1つ以上の蛋白質をコードしてもよい。RNAはまた、改変されたRNA
分子の全長または他の特性を制御するために、挿入および欠失を組みあわせるこ
とによって改変してもよい。挿入された非ウイルス遺伝子はその起源が原核生物
または真核生物のいずれかであってもよい。導入された遺伝子はそれ自身の翻訳
開始シグナル、例えば、リボソーム結合部位および開始(AUG)コドンを含んで
もよく、またはこれは改変すべきウイルスRNAに既に存在する1つまたはそれ以上
のこれらの構成要素を利用するように挿入してもよい。当技術分野で周知の原理
に従って、挿入された配列の正確な翻訳を行うために、特定の構造的拘束が認め
られなければならない。例えば、外因性コードセグメントが内因性コードセグメ
ントと組みあわせることを意図する場合、挿入すべきコード配列はそのリーディ
ングフレーム相に、同じ翻訳方向に挿入しなければならない。
[0031] Various aspects of the invention can be modified as needed, depending on the virus selected as the transformation and transfection agent and the specific properties of the RNA segment to be inserted. For example, the inserted gene need not be a naturally-occurring gene, may be modified, may be a complex of one or more coding segments, or may encode one or more proteins. Good. RNA can also be modified RNA
Modifications may be made by combining insertions and deletions to control the overall length or other properties of the molecule. The inserted non-viral gene may be of either prokaryotic or eukaryotic origin. The introduced gene may contain its own translation initiation signal, such as a ribosome binding site and an initiation (AUG) codon, or it may contain one or more of these components already present in the viral RNA to be modified You may insert so that it may utilize. Certain structural constraints must be observed in order to perform a correct translation of the inserted sequence according to principles well known in the art. For example, if an exogenous code segment is intended to be combined with an endogenous code segment, the coding sequence to be inserted must be inserted in its reading frame phase in the same translation direction.

【0032】 その移入によってレシピエント細胞の明白な表現型改変が引き起こされない、
特定の遺伝子が存在する可能性があることは、当業者によって理解されると思わ
れる。そのようなことは、例えば非ウイルス遺伝子の翻訳産物が宿主細胞に対し
て毒性であって、それを非機能的にするように分解または処理される場合、また
は形質転換された細胞上の検出可能な表現型を与えるための十分量を宿主細胞が
翻訳することができない構造的特徴を有する場合に起こる可能性がある。しかし
、本発明は移入されるRNAセグメントまたは遺伝子の何らかの特異的特性に依存
しない。したがって、レシピエント細胞または植物上に容易に観察される表現型
形質を与えることができないRNAセグメントまたは遺伝子が存在する可能性は、
本発明とは無関係であり、いずれにせよ、過度の実験を行うことなく当業者によ
って容易に認識されると思われる。
The transfer does not cause a pronounced phenotypic alteration of the recipient cells,
It will be understood by those skilled in the art that certain genes may be present. Such may be the case, for example, when the translation product of a non-viral gene is toxic to the host cell and is degraded or treated to render it non-functional, or detectable on transformed cells. This can occur when the host cell has structural features that cannot be translated in sufficient amounts to confer a sufficient phenotype. However, the invention does not rely on any specific properties of the RNA segment or gene to be transferred. Thus, the possibility of the presence of RNA segments or genes that cannot confer the phenotypic trait readily observed on recipient cells or plants is
It is irrelevant to the present invention and in any case will be readily recognized by those skilled in the art without undue experimentation.

【0033】 外因性RNAセグメントは、挿入が宿主細胞内でのRNAの複製にとって必須の配列
を妨害しない限り、ウイルスRNA、または多数に分かれたRNAウイルスのRNA構成
要素に対応するcDNA配列の如何なる都合のよい挿入部位に挿入してもよい。例え
ば、そのコート蛋白質が複製にとって必須でないウイルスの場合、外因性RNAセ
グメントは、通常コート蛋白質をコードする領域内に挿入してもよく、または領
域と置換してもよい。望ましい場合には、そのような変化が宿主細胞におけるRN
Aの複製能に有害な影響を及ぼさない限り、望ましくない宿主細胞応答に関与す
る領域を欠失、または不活化してもよい。多くの単一の構成要素および複数の要
素で構成されるRNAウイルスの場合、通常のRNA複製速度の低下は認容可能であり
、通常の感染において産生されたRNA量が形質転換細胞のリボソームを飽和する
ために十分以上であるために、場合によっては好ましい。
The exogenous RNA segment can be any convenient sequence of the viral RNA or cDNA sequence corresponding to the RNA component of a multipartite RNA virus, as long as the insertion does not interfere with sequences essential for replication of the RNA in the host cell. May be inserted into a well-inserted site. For example, in the case of a virus whose coat protein is not essential for replication, the exogenous RNA segment may be inserted within or normally replace the region encoding the coat protein. If desired, such a change may result in RN in the host cell.
Regions involved in undesired host cell responses may be deleted or inactivated as long as they do not adversely affect the replication ability of A. For many single-component and multi-component RNA viruses, a reduced normal rate of RNA replication is acceptable, and the amount of RNA produced during normal infection saturates the ribosomes of transformed cells It is preferable in some cases because it is more than sufficient to perform

【0034】 培養された植物細胞は、DNA送出プラットフォームから発現されたRNA構成要素
が複製可能であり、このように細胞分裂によって子孫細胞に分配されるようにな
るため、細胞が増殖および分裂するにつれて通常トランスフェクトされたままで
あると思われる。表現型が改変された細胞、組織、またはプロトプラストから再
生した植物はなおも表現型が改変されている。同様に、実生としてトランスフェ
クトされた植物も、生育のあいだトランスフェクトされたままである。トランス
フェクト構成要素を適用する最適なタイミングは、それが意図される結果によっ
て、および植物生育の様々な段階のあいだにトランスフェクト構成要素に対する
感受性の変化によって支配されると思われる。
Cultured plant cells are capable of replicating the RNA components expressed from the DNA delivery platform and thus dividing by cell division into progeny cells, so that as the cells proliferate and divide, It usually appears to be transfected. Plants regenerated from the phenotypically altered cells, tissues, or protoplasts are still phenotypically altered. Similarly, plants transfected as seedlings remain transfected during growth. The optimal timing for applying the transfected component will likely be governed by the results for which it is intended and by changes in sensitivity to the transfected component during various stages of plant development.

【0035】 多くの植物RNAウイルスは、1つの世代から次の世代へと種子によって伝達さ
れる。この特性は植物の遺伝子型形質転換を行うために利用することができる。
すなわち、種子媒介ウイルス感染が一つの世代から次の世代に伝達されるように
、改変されたRNAは一つの世代から次の世代へと伝達可能であり続ける。
Many plant RNA viruses are transmitted by seed from one generation to the next. This property can be used to perform genotypic transformation of plants.
That is, the modified RNA remains transmissible from one generation to the next so that the seed-borne virus infection is transmitted from one generation to the next.

【0036】 以下は本発明を実践するための技法を説明する実施例である。これらの実施例
は制限的に解釈してはならない。百分率は全て重量百分率であり、溶媒混合比は
、特に明記していない限り全て容積である。
The following are examples illustrating techniques for practicing the present invention. These examples should not be construed as limiting. All percentages are weight percentages and all solvent mixing ratios are by volume unless otherwise specified.

【0037】実施例1−アグロバクテリウム(Agrobacterium)ベクターの構築 植物においてBMV 1aおよび2a蛋白質を発現するバイナリベクターを構築した。
pB101.2構築物(クロンテック社、パロアルト、カリフォルニア州)から開始す
る。始めにEcoRIおよびSnaBIによって構築物を切断することによって、GUS遺伝
子を切除した。オーバーハング制限酵素断片末端をクレノウ断片およびdNTPによ
る処置によって塞いだ。制限酵素断片末端を再度ライゲーションしてpB101.2LR1
を作製した。
Example 1 Construction of Agrobacterium Vector A binary vector expressing BMV 1a and 2a proteins in plants was constructed.
Start with the pB101.2 construct (Clontech, Palo Alto, CA). The GUS gene was excised by first cutting the construct with EcoRI and SnaBI. The ends of the overhang restriction fragments were plugged by treatment with Klenow fragment and dNTP. Re-ligate the end of the restriction fragment to pB101.2LR1
Was prepared.

【0038】 2a発現カセットをpBI101.2LR1に挿入した。まず、pBI101.2LR1をHind IIIによ
って切断して脱燐酸化した。次に、pB2PA17(ディナント(Dinant)ら、1993)
をHind IIIによって切断して、低融点アガロースゲルを用いて2aインサートを精
製した。制限酵素断片末端をライゲーションして、pB2LR4およびpB2LR5(図3cお
よび3d)を作製した。
[0038] The 2a expression cassette was inserted into pBI101.2LR1. First, pBI101.2LR1 was cut with HindIII and dephosphorylated. Next, pB2PA17 (Dinant et al., 1993)
Was cut with Hind III and the 2a insert was purified using a low melting point agarose gel. The ends of the restriction fragments were ligated to generate pB2LR4 and pB2LR5 (FIGS. 3c and 3d).

【0039】 1a発現カセットを、まずpBI101.2LR1をSnaBIによって切断することによってpB
I101.2LR1に挿入して、脱燐酸化した。pB1PA17(ディナント(Dinant)ら、1993
)をPsIで切断して、余分のヌクレオチドをT4 DNAポリメラーゼによって除去し
た。1aインサートは低融点アガロースゲルを用いて精製した。制限酵素断片末端
をライゲーションして、pB1LR2およびpB1LR3ベクターを作製した(図3aおよび3b
)。
The 1a expression cassette was prepared by first cutting pBI101.2LR1 with SnaBI
It was inserted into I101.2LR1 and dephosphorylated. pB1PA17 (Dinant et al., 1993
) Was cut with PsI and extra nucleotides were removed by T4 DNA polymerase. The 1a insert was purified using a low melting point agarose gel. The ends of the restriction enzyme fragments were ligated to generate pB1LR2 and pB1LR3 vectors (FIGS. 3a and 3b).
).

【0040】 1a発現カセットを、pB2LR4またはpB2LR5をSnaBIによって切断することによっ
てpB2LR2およびpB2LT5に挿入して、脱燐酸化した。pB1PA17(ディナント(Dinan
t)ら、1993)をPstIによって切断して、余分のヌクレオチドをT4 DNAポリメラ
ーゼによって除去した。1aインサートは低融点アガロースゲルを用いて精製し、
切断されたpB2LR4またはpB2LR5ベクターとライゲーションして、pB12LR6、pB12L
R7、pB12LR8、およびpB12LR9ベクターを作製した(図3e〜3h)。
The 1a expression cassette was inserted into pB2LR2 and pB2LT5 by cutting pB2LR4 or pB2LR5 with SnaBI and dephosphorylated. pB1PA17 (Dinanto
t) et al., 1993) were cut with PstI and extra nucleotides were removed with T4 DNA polymerase. The 1a insert was purified using a low melting point agarose gel,
Ligation with the cut pB2LR4 or pB2LR5 vector, pB12LR6, pB12L
The R7, pB12LR8, and pB12LR9 vectors were generated (FIGS. 3e-3h).

【0041】実施例2−BMVのwtRNA3に対するDNA送出プラットフォームおよび外来性配列を含
むRNA誘導体に対するDNA送出プラットフォームの構築 ベクターpRT101(テプファー(Topfer)ら、1987)をPpuMIで切断して、制限
酵素断片末端をクレノウ断片およびdNTPによって塞ぎ、BamHIで切断して脱燐酸
化した。ベクターpB3RQ39(イシカワ(Ishikawa)ら、1997)をSnaBIおよびBamH
Iによって切断した;B3断片を低融点アガロースゲルから単離した。切断されたp
RT101にこの断片をライゲーションして、それによってpB3LR10(図4)を作製し
た。pB3LR10誘導体であるpB3LR15(図4)は、pB3TP8からの対応する断片に置換
されているClaI-KpnI断片(ジャンダ(Janda)ら、1987)を有する。
Example 2-DNA delivery platform for wtRNA3 of BMV, including exogenous sequences
Construction of DNA Delivery Platform for RNA Derivatives The vector pRT101 (Topfer et al., 1987) was cut with PpuMI, the ends of the restriction fragments were cleaved with Klenow fragment and dNTP, cut with BamHI and dephosphorylated. The vector pB3RQ39 (Ishikawa et al., 1997) was transformed with SnaBI and BamH.
Cleavage by I; B3 fragment was isolated from a low melting point agarose gel. Disconnected p
This fragment was ligated into RT101, thereby creating pB3LR10 (FIG. 4). The pB3LR10 derivative pB3LR15 (FIG. 4) has a ClaI-KpnI fragment (Janda et al., 1987) replaced by the corresponding fragment from pB3TP8.

【0042】 pRT101についてPCRを実施してEcoRVおよびEcoRI断片を増幅した。PpuMI部位の
代わりにStuI部位を作製するために、PCRプロセスの際に1つのヌクレオチドの
欠失を行った。得られたPCR産物をEcoRVおよびEcoRIによって切断して、EcoRVお
よびEcoRIによって切断され、脱燐酸化されたpRT101に挿入して、pRT101LR11を
作製した。pRT101LR11をStuIおよびBamHIによって切断して脱燐酸化した。PB3RQ
39をSnaBIおよびBamHIによって切断して、B3断片を低融点アガロースゲルを用い
て単離した。次に、断片をpRT101LR11にライゲーションして、pB3LR12を作製し
た(図4)。
PCR was performed on pRT101 to amplify EcoRV and EcoRI fragments. A single nucleotide deletion was made during the PCR process to create a StuI site instead of a PpuMI site. The resulting PCR product was cut with EcoRV and EcoRI and inserted into pRT101 that had been cut with EcoRV and EcoRI and dephosphorylated to create pRT101LR11. pRT101LR11 was cut with StuI and BamHI and dephosphorylated. PB3RQ
39 was cut with SnaBI and BamHI, and the B3 fragment was isolated using a low melting point agarose gel. Next, the fragment was ligated to pRT101LR11 to produce pB3LR12 (FIG. 4).

【0043】 部分的に二本鎖のCaMV35Sプロモーターを有するBMVのwtRNA3によって、もう一
つのDNA送出プラットフォームを構築した;それによってpB3LR14およびpB3LR16
を作製した(図4)。
Another DNA delivery platform was constructed by wtRNA3 of BMV with a partially double-stranded CaMV35S promoter; thereby pB3LR14 and pB3LR16
(FIG. 4).

【0044】 BMV RNA3コート蛋白質がGUSに置換されているDNA送出プラットフォームも同様
に構築した。pB3MI22(イシカワ(Ishikawa)ら、1997)をClaIおよびStuIによ
って切断して、B3GUSインサートを単離した。pB3LR10またはpB3LR14 DNA送出プ
ラットフォーム構築物をClaIおよびStuIによって切断して、脱燐酸化した。次に
、切断されたpB3LR10またはpB3LR14にB3GUS断片をライゲーションして、それに
よってpB3GUSLR17およびpB3GUSLR18 DNA送出プラットフォーム構築物を作製した
(図5)。
A DNA delivery platform in which the BMV RNA3 coat protein was replaced by GUS was similarly constructed. pB3MI22 (Ishikawa et al., 1997) was cut with ClaI and StuI to isolate the B3GUS insert. The pB3LR10 or pB3LR14 DNA delivery platform construct was cut with ClaI and StuI and dephosphorylated. Next, the B3GUS fragment was ligated to the cleaved pB3LR10 or pB3LR14, thereby creating the pB3GUSLR17 and pB3GUSLR18 DNA delivery platform constructs (FIG. 5).

【0045】 GUSがさらなるBMVサブゲノムプロモーターの下流にある、GUS遺伝子を挿入し
たBMV RNA3を有するDNA送出プラットフォームを構築した。pB3LR15構築物をAvaI
によって切断して、制限酵素断片末端をクレノウ断片およびdNTPによって塞いだ
。次に、構築物をClaIで切断して、脱燐酸化した。pB3MI22をClaIおよびStuIに
よって切断して、B3GUS断片を単離した。次に、単離されたB3GUS断片を、切断さ
れたpB3LR15構築物にライゲーションして、pB3GUSCPLR19の新規の構築物を作製
した(図5)。
A DNA delivery platform was constructed with GUS gene inserted BMV RNA3, with GUS downstream of an additional BMV subgenomic promoter. AvaI construct for pB3LR15
And the end of the restriction fragment was blocked with Klenow fragment and dNTP. Next, the construct was cut with ClaI and dephosphorylated. pB3MI22 was cut with ClaI and StuI to isolate the B3GUS fragment. Next, the isolated B3GUS fragment was ligated to the cleaved pB3LR15 construct to create a new construct of pB3GUSCPLR19 (FIG. 5).

【0046】 さらなるササゲクロロティックモットルウイルス(CCMV)サブゲノムプロモー
ターの下流に挿入したCP遺伝子を有する、BMV RNA3に基づくDNA送出プラットフ
ォームを構築した。pB3GUSLR17構築物をStuIおよびKpnIによって切断して、脱燐
酸化した。pBC3AJ14(パチャ&アールクイスト(Pacha and Ahlquist)、1991)
をNdeIによって切断し、末端を当技術分野で既知の方法で平滑にして、KpnIによ
って切断した。次に、コート蛋白質断片を単離した。切断されたpB3GUSLR17にコ
ート蛋白質断片をライゲーションして、pB3GUSCPLR22の新しい構築物を作製した
(図5)。
A BMV RNA3-based DNA delivery platform was constructed with the CP gene inserted downstream of an additional cowpea chlorotic mottle virus (CCMV) subgenomic promoter. The pB3GUSLR17 construct was cut with StuI and KpnI and dephosphorylated. pBC3AJ14 (Pacha and Ahlquist, 1991)
Was cut with NdeI, the ends were made blunt by methods known in the art, and cut with KpnI. Next, the coat protein fragment was isolated. The coat protein fragment was ligated to the cut pB3GUSLR17 to create a new construct of pB3GUSCPLR22 (FIG. 5).

【0047】 サブゲノムRNA4を有するDNA送出プラットフォームを構築した。pB4MK2(クロ
ール(M. Kroll)、私信)をSnaBIおよびBamHIによって切断して、RNA4断片を単
離した。pRT101LR11構築物をStuIおよびBamHIによって切断して、脱燐酸化した
。断片および切断されたpRT101LR11構築物をライゲーションしてpB4LR20を作製
した(図5a)。
A DNA delivery platform with subgenomic RNA4 was constructed. pB4MK2 (M. Kroll, personal communication) was cut with SnaBI and BamHI to isolate the RNA4 fragment. The pRT101LR11 construct was cut with StuI and BamHI and dephosphorylated. The fragment and the truncated pRT101LR11 construct were ligated to generate pB4LR20 (FIG. 5a).

【0048】 BMVコート蛋白質がGFPに置換されたDNA送出プラットフォームを構築した。pEG
FP(クロンテック社、カリフォルニア州)をNotIによって切断して、クレノウ断
片およびdNTPによって塞ぎ、低融点アガロースゲルを用いてGFPインサートを単
離した。pB3LR15をSalIおよびStuIによって切断して、脱燐酸化した。次に、GFP
断片を、切断されたpB3LR15にライゲーションして、それによってpB3GFPLR48を
作製した(図6e)。
A DNA delivery platform in which the BMV coat protein was replaced with GFP was constructed. pEG
FP (Clontech, CA) was cut with NotI, plugged with Klenow fragment and dNTP, and the GFP insert was isolated using a low melting point agarose gel. pB3LR15 was cut with SalI and StuI and dephosphorylated. Next, GFP
The fragment was ligated into the cut pB3LR15, thereby creating pB3GFPLR48 (FIG. 6e).

【0049】 CPがさらなるCCMVサブゲノムプロモーターの下流である、GFP遺伝子を挿入し
たBMV RNA3を有するDNA送出プラットフォームを構築した。pBC3AJ14(パチャ&
アールクイスト(Pacha and Ahlquist)、1991)をNdeIおよびEcoRIによって切
断して、末端を当技術分野で既知の方法によって平滑にした。次に、コート蛋白
質断片を単離して、脱燐酸化し、平滑にし、NoIおよびStuIで切断されたpEGFPに
ライゲーションして、pEGFPCPLR49を作製した。pEGFPCPLR49をKpnIによって切断
して、低融点アガロースゲルを用いてEGFPCP断片を単離した。PB3GFPLR48をKpnI
によって切断して脱燐酸化した。次に、EGFPCP断片を、切断されたpB3GFPLR48に
ライゲーションして、それによってpB3GFPCPLR50を作製した(図6a)。
A DNA delivery platform with BMV RNA3 inserted with the GFP gene, where the CP was downstream of an additional CCMV subgenomic promoter, was constructed. pBC3AJ14 (Pacha &
Earlquist (Pacha and Ahlquist, 1991) was cut with NdeI and EcoRI and the ends were blunted by methods known in the art. Next, the coat protein fragment was isolated, dephosphorylated, blunted, and ligated to NoE and StuI cut pEGFP to create pEGFPCPLR49. pEGFPCPLR49 was cut with KpnI and the EGFPCP fragment was isolated using a low melting point agarose gel. PB3GFPLR48 to KpnI
And dephosphorylated. Next, the EGFPCP fragment was ligated into the cleaved pB3GFPLR48, thereby creating pB3GFPCPLR50 (FIG. 6a).

【0050】 GFP遺伝子がBMV 3aとの翻訳融合体として発現されるRNA転写ベクターを構築し
た。pB3TP10(パチャ&アールクイスト(Pacha and Ahlquist)、1991)をBamHI
によって切断して、脱燐酸化した。PCRおよび以下のプライマーを用いてpEGFP(
クロンテック社、カリフォルニア州)からGFP断片を増幅した。 増幅産物をBamHIによって切断して、低融点アガロースゲルを用いて精製した。
切断されたpB3TP10にGFP断片をライゲーションして、pB3GFPLR47を作製した(図
6d)。pB3GFPLR47をEcoRIによって切断して、T7 RNAポリメラーゼを用いて転写
した。
An RNA transcription vector in which the GFP gene was expressed as a translational fusion with BMV 3a was constructed. pB3TP10 (Pacha and Ahlquist, 1991) with BamHI
And dephosphorylated. PEGFP (using PCR and the following primers)
GFP fragment from Clontech, CA). The amplification product was cut with BamHI and purified using a low melting point agarose gel.
The GFP fragment was ligated to the cleaved pB3TP10 to produce pB3GFPLR47 (see FIG.
6d). pB3GFPLR47 was cut with EcoRI and transcribed using T7 RNA polymerase.

【0051】 BMV RNA3 DNA送出プラットフォームを含むアグロバクテリウムベクターを構築
した。pBI101.2LR1をSmaIによって切断して脱燐酸化した。pB3LR15をPvuIIによ
って切断して、低融点アガロースゲルを用いてB3断片を精製した。次に、B3断片
をpBI101.2LR1にライゲーションして、それによってpB3LR42を作製した(図9)
An Agrobacterium vector containing the BMV RNA3 DNA delivery platform was constructed. pBI101.2LR1 was cut with SmaI and dephosphorylated. pB3LR15 was cut with PvuII and the B3 fragment was purified using a low melting point agarose gel. Next, the B3 fragment was ligated into pBI101.2LR1, thereby creating pB3LR42 (FIG. 9).
.

【0052】 BMV RNA3コート蛋白質をSHMV(サンヘンプ(Sunn hemp)モザイクウイルス)
コート蛋白質に置換し、およびGUS遺伝子をさらなるBMVサブゲノムプロモーター
の下流に挿入したDNA送出プラットフォームを構築した。pB3RS4(サシャー(Sac
her)ら、1988)をAvaIによって切断して、クレノウ断片およびdNTPによって平
滑末端にして、KpnIによって切断した。低融点アガロースゲルを用いて、SHMVコ
ート蛋白質断片を単離した。pB3GUSLR17をStuIおよびKpnIによって切断して、脱
燐酸化した。切断されたpB3GUSLR17にSHMVコート蛋白質断片をライゲーションし
て、それによってpBGUSCPLR24を作製した(図7)。
[0052] BMV RNA3 coat protein was converted to SHMV (Sunn hemp mosaic virus).
A DNA delivery platform was constructed that replaced the coat protein and inserted the GUS gene downstream of an additional BMV subgenomic promoter. pB3RS4 (Sac
her) et al., 1988) were cut with AvaI, blunt-ended with Klenow fragment and dNTP, and cut with KpnI. SHMV coat protein fragments were isolated using low melting point agarose gels. pB3GUSLR17 was cut with StuI and KpnI and dephosphorylated. The SHMV coat protein fragment was ligated to the cut pB3GUSLR17, thereby producing pBGUSCPLR24 (FIG. 7).

【0053】 1つまたはそれ以上の外来遺伝子および必要なシス作用複製シグナルを含むDN
A送出プラットフォームのその他の順列は、本明細書の開示を見ることによって
容易に認識されると思われる。例えば、実施例5〜10を参照のこと。
A DN comprising one or more foreign genes and a required cis-acting replication signal
Other permutations of the A delivery platform will be readily apparent upon reviewing the disclosure herein. See, for example, Examples 5-10.

【0054】実施例3−DNA送出プラットフォームによるタバコ(N. tabacum)プロトプラス
トのトランスフェクション 培地: NT1培地(1リットル)は、ギブコ-BRL(MS塩、カタログ番号11118-031)、6
%KH2PO4 3 mlおよび2,4D 0.2 μg/ml(最終濃度)によって作製した。pHはKOH
を用いて5.5〜5.7に調整して、得られた混合液をオートクレーブした。
Example 3 Tobacco (N. tabacum) Protopras with DNA Delivery Platform
G1 transfection medium: NT1 medium (1 liter) contains Gibco-BRL (MS salt, catalog number 11118-031), 6
Prepared with 3 ml of% KH 2 PO 4 and 0.2 μg / ml of 2,4D (final concentration). pH is KOH
The mixture was adjusted to 5.5 to 5.7 using, and the resulting mixture was autoclaved.

【0055】 NT1播種用培地(1リットル)をNT1培地およびマンニトール72.86 gから作製
して、pHを5.5〜5.7に調整して、得られた混合液をオートクレーブした。
An NT1 seeding medium (1 liter) was prepared from the NT1 medium and 72.86 g of mannitol, the pH was adjusted to 5.5 to 5.7, and the resulting mixture was autoclaved.

【0056】 洗浄液(1リットル)は、マンニトール72.86 gによって作製して、pHを5.5に
調整し、得られた混合液をオートクレーブした。
A washing solution (1 liter) was prepared with 72.86 g of mannitol, the pH was adjusted to 5.5, and the resulting mixture was autoclaved.

【0057】 エレクトロポレーション緩衝液は、0.8%NaCl、0.02%KCl、0.02%KH2PO4、0.
11%Na2HPO4および0.4 Mマンニトールから作製した。pHを6.5に調整して、得ら
れた混合液をオートクレーブした。
The electroporation buffer was 0.8% NaCl, 0.02% KCl, 0.02% KH 2 PO 4 , 0.
Made from 11% Na 2 HPO 4 and 0.4 M mannitol. The pH was adjusted to 6.5 and the resulting mixture was autoclaved.

【0058】 酵素溶液は0.4 Mマンニトールおよび20 mM MESから作製した。pHを5.5に調整
して、得られた混合液をオートクレーブした。
An enzyme solution was made from 0.4 M mannitol and 20 mM MES. The pH was adjusted to 5.5 and the resulting mixture was autoclaved.

【0059】 増殖条件:細胞(タバコ(Nicotiana tabacum))をNT1培地中で室温で、一定
の振とう条件下(約200 rpm)で増殖させた。
Growth conditions: Cells (tobacco (Nicotiana tabacum)) were grown in NT1 medium at room temperature under constant shaking conditions (about 200 rpm).

【0060】 消化のための用培養物の調製:1週間目の懸濁培養物約2〜3 mlを、新鮮なNT1
培地50 mlに継代して3日間培養した後、酵素消化した。培養物を一定の振とう
条件下で28℃に維持した。
Preparation of Culture for Digestion: About 2-3 ml of the 1-week suspension culture was added to fresh NT1
After subculture into 50 ml of the medium and culturing for 3 days, enzyme digestion was performed. Cultures were maintained at 28 ° C. under constant shaking conditions.

【0061】 酵素消化:以下を含む酵素消化液を調製した:1%セルリジン(カルビオケム
社(Calbiochem))および0.3%マセラーゼ(カルビオケム)の酵素溶液。pHを5
.5に調整して濾過滅菌した。
Enzyme digestion: An enzyme digestion solution containing the following was prepared: an enzyme solution of 1% serridine (Calbiochem) and 0.3% macerase (Calbiochem). pH 5
Adjusted to .5 and sterilized by filtration.

【0062】 細胞を800 rpmで5分遠心した。上清を捨てた。洗浄溶液約40 mlを加えて、細
胞を再懸濁させて、800 rpmで5分間遠心した。次に、3倍容量の細胞を酵素消
化液に再懸濁させて、室温で60分インキュベートした。
The cells were centrifuged at 800 rpm for 5 minutes. The supernatant was discarded. The cells were resuspended by adding about 40 ml of wash solution and centrifuged at 800 rpm for 5 minutes. Next, three volumes of cells were resuspended in the enzyme digest and incubated at room temperature for 60 minutes.

【0063】 洗浄:細胞を50 mlプラスチック管に移し、800 rpmで5分間遠心した。上清を
捨てた。細胞を洗浄液40 mlに再懸濁し、800 rpmで5分間遠心した。上清を捨て
た。細胞をエレクトロポレーション用緩衝液40 mlに再懸濁し、800 rpmで5分間
遠心した。上清を捨てた。細胞を4倍容量のエレクトロポレーション用緩衝液に
再懸濁させた。
Washing: Cells were transferred to a 50 ml plastic tube and centrifuged at 800 rpm for 5 minutes. The supernatant was discarded. Cells were resuspended in 40 ml of wash and centrifuged at 800 rpm for 5 minutes. The supernatant was discarded. Cells were resuspended in 40 ml of electroporation buffer and centrifuged at 800 rpm for 5 minutes. The supernatant was discarded. Cells were resuspended in 4 volumes of electroporation buffer.

【0064】 エレクトロポレーション:RNAまたはDNA接種物を含む細胞1 mlをエレクトロ
ポレーションキュベットに移して、氷中で10分間放置した。次に細胞を混合して
、500μF、250 Vでエレクトロポレーションした。キュベットを氷中に10分間入
れた。細胞をNT1播種培地10 mlに移した。
Electroporation: 1 ml of cells containing RNA or DNA inoculum was transferred to an electroporation cuvette and left on ice for 10 minutes. The cells were then mixed and electroporated at 500 μF, 250 V. The cuvette was placed on ice for 10 minutes. Cells were transferred to 10 ml of NT1 seeding medium.

【0065】 試料のインキュベーションおよび収集:細胞を暗所、室温でインキュベートし
た。試料を接種から24〜48時間後に回収した。
Sample Incubation and Collection: Cells were incubated in the dark at room temperature. Samples were collected 24-48 hours after inoculation.

【0066】 RNA解析:RNA抽出、変性1%アガロースゲル電気泳動、およびノザンブロット
ハイブリダイゼーションは、ラソコバ&ミラー(Rasochova and Miller)(1996
)において実施されたように、既知の方法によって実施した。各レーンに分光光
度法によって測定した等量(約5μg)の総RNAをローディングして、リボソーム
RNAをエチジウムブロマイド染色によって確認してからノザンブロットハイブリ
ダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーション実験1回あたり、1×106 cp
m/mlの放射活性プローブを含むハイブリダイゼーション緩衝溶液を用いた。RNA3
の複製はsgRNA4の検出によって確認し、このように、発現プラスミドから発現さ
れたBMV RNA複製因子1aおよび2aが、インビトロ転写物として供給される(図11
)と共にDNA送出プラットフォームから送出された(図12)RNA3の効率的な複製
を支持することを示している。
RNA analysis: RNA extraction, denaturing 1% agarose gel electrophoresis, and Northern blot hybridization were performed by Rasochova and Miller (1996).
) Was performed by known methods. Each lane was loaded with an equal amount (approximately 5 μg) of total RNA measured by spectrophotometry,
RNA was confirmed by ethidium bromide staining before Northern blot hybridization. 1 × 10 6 cp per hybridization experiment
A hybridization buffer solution containing m / ml radioactive probe was used. RNA3
Replication was confirmed by detection of sgRNA4, thus, BMV RNA replication factors 1a and 2a expressed from the expression plasmid were supplied as in vitro transcripts (FIG. 11).
) Together with the DNA delivery platform (FIG. 12), indicating that it supports efficient replication of RNA3.

【0067】実施例4−トランスジェニックタバコ(N. tabacum)植物の作製 所望の分子を大腸菌において構築した後、分子を、凍結融解法を用いてアグロ
バクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)に移入した。
ベクターpB1LR2、pB2LR4、pB12LR6、およびpB12LR7は全て個別に用いた。適当な
ヘルパーTiプラスミドを含むアグロバクテリウムLBA 4404株をYEP培地5 ml中で2
8℃で一晩増殖させた。一晩の培養液2 mlを250 mlフラスコ中のYEP培地50 mlに
加えて、28℃で培養物がOD500が0.5から1.0に増殖するまで強く振とうした(250
rpm)。培養物を氷中で冷却した。細胞懸濁液を4℃、3000 gで5分間遠心した
。上清を捨てた。細胞を氷冷20 mM CaCl2溶液1 mlに再懸濁させた。0.1 mlアリ
コートを予め冷却したエッペンドルフチューブに移した。プラスミドDNA約1μg
を細胞に加えた。細胞を液体窒素中で凍結させた。試験管を37℃の水浴中で5分
間インキュベートすることによって、細胞を融解した。YEP培地1 mlをチューブ
に加えて、穏やかに振とうさせながら28℃で2〜4時間インキュベートして、細
菌に抗生物質抵抗性遺伝子を発現させた。試験管を30秒間遠心して、上清を捨て
た。細胞をYEP培地0.1 mlに再懸濁させ、選択抗生物質を含むYEP寒天プレートに
播種して、28℃でインキュベートした。形質転換したコロニーは2〜3日で出現
した。
Example 4 Preparation of Transgenic Tobacco (N. tabacum) Plant After the desired molecule was constructed in E. coli, the molecule was transferred to Agrobacterium tumefaciens using a freeze-thaw method.
The vectors pB1LR2, pB2LR4, pB12LR6, and pB12LR7 were all used individually. Agrobacterium LBA 4404 containing the appropriate helper Ti plasmid was added to 5 ml of YEP medium.
Grow overnight at 8 ° C. 2 ml of the overnight culture was added to 50 ml of YEP medium in a 250 ml flask and the culture was shaken vigorously at 28 ° C. until the OD 500 grew from 0.5 to 1.0 (250
rpm). The culture was cooled in ice. The cell suspension was centrifuged at 3000 g for 5 minutes at 4 ° C. The supernatant was discarded. Cells were resuspended in 1 ml of ice cold 20 mM CaCl 2 solution. 0.1 ml aliquots were transferred to pre-cooled Eppendorf tubes. About 1μg of plasmid DNA
Was added to the cells. Cells were frozen in liquid nitrogen. Cells were lysed by incubating the tubes in a 37 ° C. water bath for 5 minutes. 1 ml of YEP medium was added to the tube and incubated at 28 ° C for 2-4 hours with gentle shaking to allow the bacteria to express the antibiotic resistance gene. The tubes were centrifuged for 30 seconds and the supernatant was discarded. Cells were resuspended in 0.1 ml of YEP medium, seeded on YEP agar plates containing the selected antibiotic and incubated at 28 ° C. Transformed colonies appeared in 2-3 days.

【0068】 約3週齢のタバコ(Nicotiana tabacum)、ウィスコンシン番号38のインビト
ロクローンコピーを、外植体源として用いた。葉の外植体をインビトロ培養にお
いて第二および第三の十分に成長させた葉から調製した。葉片を1cm×1cm平方
に切断して、TB1(2.0 mg/L 6-ベンジル-アミノプリン、および0.1 mg/L 1-ナフ
タレン酢酸を添加)培地上に、25℃で16時間照明条件下で24時間放置した。
An in vitro clone copy of about 3 weeks old tobacco (Nicotiana tabacum), Wisconsin # 38 was used as the explant source. Leaf explants were prepared from second and third fully grown leaves in in vitro culture. Leaf pieces were cut into 1 cm × 1 cm squares and placed on TB1 (supplemented with 2.0 mg / L 6-benzyl-aminopurine and 0.1 mg / L 1-naphthaleneacetic acid) medium at 25 ° C. for 16 hours under lighting conditions. Left for hours.

【0069】 予め選択したバイナリベクターを含むアグロバクテリウム・ツメファシエンス
LBA 4404株を植物の形質転換に用いた。外植体を一晩増殖させたアグロバクテリ
ウム培養液〜10 ml中に30分入れた。葉の外植体の水分を濾紙で吸い取って、TB2
(1.0 mg/L 6-ベンジル-アミノプリン、および0.1 mg/L 1-ナフタレン酢酸を添
加)培地に、背軸面を下にして4日間放置した。次に、外植体を滅菌水で3回す
すいで、濾紙上で水分を吸い取り、100 mg/Lカナマイシンおよび400 mg/Lカルベ
ニシリンを含むTB2培地上で、背軸面を下にして、25℃、16時間照明条件下で再
生させた。外植体を、植物体に成長するまで10〜14日毎に100 mg/Lカナマイシン
および400 mg/Lカルベニシリンを含む新鮮なTB2培地に移した。植物体は典型的
に10〜14日で生育した。植物体をカルスから切断して、100 mg/Lカナマイシンお
よび400 mg/Lカルベニシリンを含むMST培地上に加え、発根を誘導した。発根し
た植物体を土壌に移した。
Agrobacterium tumefaciens containing a preselected binary vector
LBA 4404 strain was used for plant transformation. Explants were placed in ~ 10 ml of Agrobacterium culture grown overnight for 30 minutes. Absorb the moisture from the leaf explants with filter paper and add
(1.0 mg / L 6-benzyl-aminopurine and 0.1 mg / L 1-naphthaleneacetic acid were added.) The medium was left standing for 4 days with its abscissa face down. Next, the explants were rinsed three times with sterile water, blotted on filter paper and placed on a TB2 medium containing 100 mg / L kanamycin and 400 mg / L carbenicillin, abaxial down, at 25 ° C. For 16 hours under light conditions. Explants were transferred to fresh TB2 medium containing 100 mg / L kanamycin and 400 mg / L carbenicillin every 10-14 days until they grew into plants. Plants typically grew in 10-14 days. Plants were cut from calli and added to MST medium containing 100 mg / L kanamycin and 400 mg / L carbenicillin to induce rooting. Rooted plants were transferred to soil.

【0070】 TB1(1リットル)にはMS塩4.30 g、ミオイノシトール100 mg、ニッチュ&ニ
ッチュ(Nitsch and Nitsch)ビタミン1.0 ml、蔗糖30 g、BAP2 mg、NAA 0.10
mg、およびノーブルアガー8 gが含まれた。培地はpH 5.7に調整してオートクレ
ーブした。
In TB1 (1 liter), MS salt 4.30 g, myo-inositol 100 mg, Nitsch and Nitsch vitamin 1.0 ml, sucrose 30 g, BAP 2 mg, NAA 0.10
mg, and 8 g of Noble Agar. The medium was adjusted to pH 5.7 and autoclaved.

【0071】 TB2(1リットル)には、MS塩4.30 g、ミオイノシトール100 mg、ニッチュ&
ニッチュビタミン1.0 ml、蔗糖30 g、BAP 1.0 mg、NAA 0.10 mg、およびノーブ
ルアガー8 gが含まれた。培地はpH 5.7に調整してオートクレーブした。
In TB2 (1 liter), MS salt 4.30 g, myo-inositol 100 mg, NITCH &
It contained 1.0 ml of niche vitamin, 30 g of sucrose, 1.0 mg of BAP, 0.10 mg of NAA, and 8 g of Noble Agar. The medium was adjusted to pH 5.7 and autoclaved.

【0072】 MST(1リットル)には、MS塩4.30 g、ニッチュ&ニッチュビタミン1.0 ml、
蔗糖30 g、ミオイノシトール100 mgおよびディフコアガー8.5 gが含まれた。培
地はpH 5.7に調整して、オートクレーブした。
MST (1 liter) contains MS salt 4.30 g, Nitsch & Nitsch vitamin 1.0 ml,
It contained 30 g of sucrose, 100 mg of myo-inositol and 8.5 g of Difco agar. The medium was adjusted to pH 5.7 and autoclaved.

【0073】 YEP(100 ml)には、バクトペプトン1.0 g、バクト酵母抽出物1.0 g、およびN
aCl 0.5 gが含まれた。培地はオートクレーブした。
YEP (100 ml) contains 1.0 g of bacto peptone, 1.0 g of bacto yeast extract, and N
0.5 g of aCl was included. The medium was autoclaved.

【0074】 RNA解析:総RNA抽出、変性1%アガロースゲル電気泳動およびノザンブロット
ハイブリダイゼーションは、ラソコバ&ミラー(Rasochova and Miller)(1996
)において実施されたように、既知の方法によって実施した。各レーンに分光光
度法によって測定した等量(約5μg)の総RNAをローディングして、リボソーム
RNAをエチジウムブロマイド染色によって確認してから、ノザンブロットハイブ
リダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーション実験1回あたり、1×106
cpm/ml放射活性プローブを含むハイブリダイゼーション緩衝溶液を用いた。図13
aは、トランスジェニックタバコ(N. tabacum)においてBMV 1aおよび2a mRNAの
成功した発現を示す。
RNA analysis: Total RNA extraction, denaturing 1% agarose gel electrophoresis and Northern blot hybridization were performed by Rasochova and Miller (1996).
) Was performed by known methods. Each lane was loaded with an equal amount (approximately 5 μg) of total RNA measured by spectrophotometry,
RNA was confirmed by ethidium bromide staining before Northern blot hybridization. 1 × 10 6 per hybridization experiment
A hybridization buffer solution containing a cpm / ml radioactive probe was used. FIG.
a shows successful expression of BMV 1a and 2a mRNA in transgenic tobacco (N. tabacum).

【0075】実施例5−DNA送出プラットフォームによるトランスジェニックタバコ(N. taba
cum)植物のトランスフェクション パーティクル-ボンバードメントのためのマイクロキャリア(microcarrier)
へのDNAの沈着:(キッカート(Kikkert)、1993)。
Example 5 Transgenic Tobacco (N. taba with DNA Delivery Platform)
cum) Transfection particles of plants- microcarriers for bombardment
Deposition of DNA on: (Kikkert, 1993).

【0076】 マイクロキャリアの滅菌:金粒子80 mgを70%エタノール1 mlに再懸濁させて
、15分浸し、13,000×gで5分間遠心した。上清を注意深く除去して捨てた。粒
子を滅菌蒸留脱イオン水1 mlに再懸濁し、13,000×gで5分遠心した。上清を注
意深く除去して捨てた。さらに、粒子の水による洗浄を2回繰り返した。最後の
すすぎ後、粒子を滅菌50%グリセロール1 mlに再懸濁させた。
Microcarrier sterilization: 80 mg of gold particles were resuspended in 1 ml of 70% ethanol, soaked for 15 minutes, and centrifuged at 13,000 × g for 5 minutes. The supernatant was carefully removed and discarded. The particles were resuspended in 1 ml of sterile distilled deionized water and centrifuged at 13,000 xg for 5 minutes. The supernatant was carefully removed and discarded. Further, the washing of the particles with water was repeated twice. After the last rinse, the particles were resuspended in 1 ml of sterile 50% glycerol.

【0077】 マイクロキャリアのDNAによるコーティング:以下を連続的かつ迅速に加えた
:DNA(1μg/μl)5μl、2.5 M CaCl2 50 μl、および0.1 Mスペルミジン20
μl。
Coating of microcarriers with DNA: The following were added continuously and quickly: 5 μl of DNA (1 μg / μl), 50 μl of 2.5 M CaCl 2 , and 0.1 M spermidine 20
μl.

【0078】 混合物をボルテックスシェーカー上で室温で10分間インキュベートした。粒子
を13,000×gで5秒間遠心して沈降させた。上清を注意深く除去して捨てた。粒
子を70%エタノール140 μlに再懸濁させて、13,000×gで5秒間遠心した。上清
を除去して捨てた。粒子を100%エタノール140 μlに再懸濁させて、13,000 ×gで5秒間遠心した。上清を除去して捨てた。粒子を100%エタノール50 μlに
再懸濁させた。
The mixture was incubated on a vortex shaker at room temperature for 10 minutes. The particles were spun down at 13,000 × g for 5 seconds. The supernatant was carefully removed and discarded. The particles were resuspended in 140 μl of 70% ethanol and centrifuged at 13,000 × g for 5 seconds. The supernatant was removed and discarded. The particles were resuspended in 140 μl of 100% ethanol and centrifuged at 13,000 × g for 5 seconds. The supernatant was removed and discarded. The particles were resuspended in 50 μl of 100% ethanol.

【0079】 インビトロで、30 g/L蔗糖を含むMS寒天固形培地上で増殖させたタバコ植物の
若葉に、PDS1000Heバイオリスティックガン(デュポン社)および1100 psiラプ
チャーディスク(バイオラッド社(Bio-Rad))を用いて、再懸濁させたDNAコー
ティング粒子の5μlアリコートをボンバードした。
[0079] PDS1000He biolistic gun (DuPont) and 1100 psi rupture disc (Bio-Rad) were applied to young leaves of tobacco plants grown in vitro on MS agar solid media containing 30 g / L sucrose. ) Was used to bombard a 5 μl aliquot of the resuspended DNA-coated particles.

【0080】 RNA解析:総RNA抽出、変性1%アガロースゲル電気泳動およびノザンブロット
ハイブリダイゼーションは、ラソコバ&ミラー(Rasochova and Miller)(1996
)において実施されたように、既知の方法によって実施した。各レーンに分光光
度法によって測定した等量(約5μg)の総RNAをローディングして、リボソーム
RNAをエチジウムブロマイド染色によって確認してから、ノザンブロットハイブ
リダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーション実験1回あたり、1×106
cpm/ml放射活性プローブを含むハイブリダイゼーション緩衝溶液を用いた。図14
aは、送出されたBMV RNA3がBMV複製因子1aおよび2aを発現するトランスジェニッ
ク植物において効率よく複製すること、送出されたRNA3がBMV 1aおよび/または
2aの非存在下では複製できないことを示している。
RNA analysis: Total RNA extraction, denaturing 1% agarose gel electrophoresis and Northern blot hybridization were performed by Rasochova and Miller (1996).
) Was performed by known methods. Each lane was loaded with an equal amount (approximately 5 μg) of total RNA measured by spectrophotometry,
RNA was confirmed by ethidium bromide staining before Northern blot hybridization. 1 × 10 6 per hybridization experiment
A hybridization buffer solution containing a cpm / ml radioactive probe was used. Fig. 14
a is that the delivered BMV RNA3 replicates efficiently in transgenic plants expressing BMV replication factors 1a and 2a, and that the delivered RNA3 is BMV 1a and / or
This indicates that replication is not possible in the absence of 2a.

【0081】実施例6−トランスジェニックニコチアナ・ベンタミアナ(Nicotiana benthami
ana)植物の作製 所望の分子を大腸菌に構築した後、分子をアグロバクテリウム・ツメファシエ
ンスに導入した。ベクターpB1LR2、pB2LR4、pB12LR6、およびpB12LR7を全て個別
に用いた。適当なヘルパーTiプラスミドを含むアグロバクテリウムLBA 4404株を
YEP培地5 ml中で28℃で増殖させた。一晩の培養液2 mlを250 mlフラスコ中のYE
P培地50 mlに加えて、28℃で培養がOD500が0.5から1.0に増殖するまで強く振と
うした(250 rpm)。培養物を氷中で冷却した。細胞懸濁液を4℃、3000 gで5
分間遠心した。上清を捨てた。細胞を氷冷20 mM CaCl2溶液1 mlに再懸濁させた
。0.1 mlアリコートを予め冷却したエッペンドルフチューブに移した。プラスミ
ドDNA約1μgを細胞に加えた。細胞を液体窒素中で凍結させた。試験管を37℃の
水浴中で5分間インキュベートすることによって、細胞を融解した。YEP培地1
mlをチューブに加えて、穏やかに振とうさせながら28℃で2〜4時間インキュベ
ートして、細菌に抗生物質抵抗性遺伝子を発現させた。チューブを30秒間遠心し
て、上清を捨てた。細胞をYEP培地0.1 mlに再懸濁させた。選択抗生物質を含むY
EP寒天プレートに細胞を播種して、28℃でインキュベートした。形質転換したコ
ロニーは2〜3日で出現した。
Example 6-Transgenic Nicotiana benthami
ana) Preparation of plant After the desired molecule was constructed in E. coli, the molecule was introduced into Agrobacterium tumefaciens. The vectors pB1LR2, pB2LR4, pB12LR6, and pB12LR7 were all used individually. Agrobacterium LBA 4404 containing the appropriate helper Ti plasmid
Grow at 28 ° C. in 5 ml of YEP medium. Transfer 2 ml of the overnight culture into a 250 ml flask with YE
In addition to 50 ml of P medium, the culture was shaken vigorously at 250C until the OD 500 grew from 0.5 to 1.0 (250 rpm). The culture was cooled in ice. Cell suspension at 3000C for 5 g
Centrifuge for minutes. The supernatant was discarded. Cells were resuspended in 1 ml of ice cold 20 mM CaCl 2 solution. 0.1 ml aliquots were transferred to pre-cooled Eppendorf tubes. About 1 μg of plasmid DNA was added to the cells. Cells were frozen in liquid nitrogen. Cells were lysed by incubating the tubes in a 37 ° C. water bath for 5 minutes. YEP medium 1
The ml was added to the tube and incubated at 28 ° C. for 2-4 hours with gentle shaking to allow the bacteria to express the antibiotic resistance gene. The tube was centrifuged for 30 seconds and the supernatant was discarded. Cells were resuspended in 0.1 ml YEP medium. Y with selected antibiotics
Cells were seeded on EP agar plates and incubated at 28 ° C. Transformed colonies appeared in 2-3 days.

【0082】 約5〜7週齢のN. ベンタミアナ(N. benthamiana)のインビトロクローンコピ
ーを、外植体源として用いた。葉の外植体をインビトロ培養において第二および
第三の十分に成長させた葉から調製した。葉片を1cm×1cm平方に切断して、10
0×15 mmのプレートでMS104培地上に23℃で、16時間照明条件下で24時間放置し
た。
An in vitro clonal copy of N. benthamiana, about 5-7 weeks of age, was used as an explant source. Leaf explants were prepared from second and third fully grown leaves in in vitro culture. Cut leaf pieces into 1cm x 1cm squares,
The plate was left on a MS104 medium at 23 ° C. for 16 hours under illumination conditions for 24 hours in a 0 × 15 mm plate.

【0083】 予め選択したバイナリベクターを含むアグロバクテリウム・ツメファシエンス
LBA 4404株を植物の形質転換に用いた。一晩増殖させたアグロバクテリウム培養
液〜10 ml中に外植体を30分入れた。葉の外植体の水分を濾紙で吸い取って、MS1
04培地に、背軸面を下にして4日間放置した。次に、外植体を滅菌水で3回すす
いで、濾紙上で水分を吸い取り、300 mg/Lカナマイシンおよび400 mg/Lカルベニ
シリンを含むMS104培地上で再生させた。外植体を、植物体に成長するまで10〜1
4日毎に300 mg/Lカナマイシンおよび400 mg/Lカルベニシリンを含む新鮮なMS104
培地に移した。植物体は典型的に31〜50日で生育した。植物体をカルスから切断
して、300 mg/Lカナマイシンおよび400 mg/Lカルベニシリンを含むMST培地上に
置き、発根を誘導した。発根した植物体を土壌に移した。
Agrobacterium tumefaciens containing a preselected binary vector
LBA 4404 strain was used for plant transformation. Explants were placed in ~ 10 ml of Agrobacterium culture grown overnight for 30 minutes. Wipe off the moisture from the leaf explants with filter paper, and MS1
The medium was allowed to stand in the medium 04 with its abaxial surface facing down for 4 days. The explants were then rinsed three times with sterile water, blotted on filter paper and regenerated on MS104 medium containing 300 mg / L kanamycin and 400 mg / L carbenicillin. Explants grow 10-1 until they grow into plants
Fresh MS104 containing 300 mg / L kanamycin and 400 mg / L carbenicillin every 4 days
Transferred to medium. Plants typically grew between 31 and 50 days. Plants were cut from calli and placed on MST medium containing 300 mg / L kanamycin and 400 mg / L carbenicillin to induce rooting. Rooted plants were transferred to soil.

【0084】 MS1041リットル中には、MS塩混合物4.3 g、B5ビタミン溶液1.0 ml、蔗糖30 g
、BA 1.0 mg、NAA 0.1 mg、およびフィタガー8.0 gが含まれた。培地をpH 5.8に
調整してオートクレーブした。
In 1 liter of MS104, 4.3 g of MS salt mixture, 1.0 ml of B5 vitamin solution, 30 g of sucrose
, BA 1.0 mg, NAA 0.1 mg, and phytagger 8.0 g. The medium was adjusted to pH 5.8 and autoclaved.

【0085】 YEP培地100 mlにはバクトペプトン1.0 g、およびバクト酵母抽出物1.0 g、NaC
l 0.5 gが含まれた。培地をオートクレーブした。
In 100 ml of YEP medium, 1.0 g of bacto peptone and 1.0 g of bacto yeast extract, NaC
l 0.5 g was included. The medium was autoclaved.

【0086】 MST1リットル中には、MS塩混合物4.3 g、ニッチュ&ニッチュビタミン1.0 ml
、蔗糖30 g、ミオイノシトール100 mg、およびフィタガー8.5 gが含まれた。培
地はpH 5.7に調整して、オートクレーブした。
In 1 liter of MST, 4.3 g of MS salt mixture, 1.0 ml of Nitsch & Nitsch vitamin
, Sucrose 30 g, myo-inositol 100 mg, and phytager 8.5 g. The medium was adjusted to pH 5.7 and autoclaved.

【0087】 RNA解析:総RNA抽出、変性1%アガロースゲル電気泳動およびノザンブロット
ハイブリダイゼーションは、ラソコバ&ミラー(Rasochova and Miller)(1996
)において実施されたように、既知の方法によって実施した。各レーンに分光光
度法によって測定した等量(約5μg)の総RNAをローディングして、リボソーム
RNAをエチジウムブロマイド染色によって確認してから、ノザンブロットハイブ
リダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーション実験1回あたり、1×106
cpm/ml放射活性プローブを含むハイブリダイゼーション緩衝溶液を用いた。図13
bは、トランスジェニックN. ベンタミアナ(N. benthamiana)におけるBMV 1aお
よび2a mRNAの成功した発現を示す。
RNA analysis: Total RNA extraction, denaturing 1% agarose gel electrophoresis and Northern blot hybridization were performed by Rasochova and Miller (1996).
) Was performed by known methods. Each lane was loaded with an equal amount (approximately 5 μg) of total RNA measured by spectrophotometry,
RNA was confirmed by ethidium bromide staining before Northern blot hybridization. 1 × 10 6 per hybridization experiment
A hybridization buffer solution containing a cpm / ml radioactive probe was used. FIG.
b shows successful expression of BMV 1a and 2a mRNA in transgenic N. benthamiana.

【0088】実施例7−トランスジェニックN. ベンタミアナ(N. benthamiana)植物のトラ
ンスフェクション パーティクル-ボンバードメントのためのマイクロキャリアへのDNAの沈着:(
キッカート(Kikkert)、(1993)「バイオリスティックPDS 1000/He 装置(The
biolistic PDS 1000/He device)」、Plant Cell Tiss. And Org. Cult. 33:2
21〜226)。
Example 7-Transgenic N. benthamiana plant tiger
Deposition of DNA on Microcarriers for Transfection Particle-Bombardment: (
Kikkert, (1993) “Biolistic PDS 1000 / He instrument (The
biolistic PDS 1000 / He device) ", Plant Cell Tiss. And Org. Cult. 33: 2
21-226).

【0089】 マイクロキャリアの滅菌:金粒子80 mgを70%エタノール1 mlに再懸濁させて
、15分浸し、13,000×gで5分間遠心した。上清を注意深く除去して捨てた。粒
子を滅菌蒸留脱イオン水1 mlに最懸濁させて、13,000×gで5分遠心した。上清
を注意深く除去して捨てた。さらに、粒子の水による洗浄を2回繰り返した。最
後のすすぎ後、粒子を滅菌50%グリセロール1 mlに再懸濁させた。
Sterilization of microcarriers: 80 mg of gold particles were resuspended in 1 ml of 70% ethanol, soaked for 15 minutes, and centrifuged at 13,000 × g for 5 minutes. The supernatant was carefully removed and discarded. The particles were resuspended in 1 ml of sterile distilled deionized water and centrifuged at 13,000 xg for 5 minutes. The supernatant was carefully removed and discarded. Further, the washing of the particles with water was repeated twice. After the last rinse, the particles were resuspended in 1 ml of sterile 50% glycerol.

【0090】 マイクロキャリアのDNAによるコーティング:以下を連続的かつ迅速に加えた
:DNA(1μg/μl)5μl、2.5 M CaCl2 50 μl、および0.1 Mスペルミジン20
μl。
Coating of microcarriers with DNA: The following were added continuously and rapidly: 5 μl of DNA (1 μg / μl), 50 μl of 2.5 M CaCl 2 , and 0.1 M spermidine 20
μl.

【0091】 混合物をボルテックスシェーカー上で室温で10分間インキュベートした。粒子
を13,000×gで5秒間遠心して沈降させた。上清を注意深く除去して捨てた。粒
子を70%エタノール140 μlに再懸濁させて、13,000×gで5秒間遠心した。上清
を除去して捨てた。粒子を100%エタノール140 μlに再懸濁させて、13,000×g
で5秒間遠心した。上清を除去して捨てた。粒子を100%エタノール50 μlに再
懸濁させた。
The mixture was incubated on a vortex shaker at room temperature for 10 minutes. The particles were spun down at 13,000 × g for 5 seconds. The supernatant was carefully removed and discarded. The particles were resuspended in 140 μl of 70% ethanol and centrifuged at 13,000 × g for 5 seconds. The supernatant was removed and discarded. Resuspend the particles in 140 μl of 100% ethanol and add 13,000 xg
For 5 seconds. The supernatant was removed and discarded. The particles were resuspended in 50 μl of 100% ethanol.

【0092】 インビトロで、30 g/L蔗糖を含むMS寒天固形培地上で増殖させたN. ベンタミ
アナ(N. bentamiana)植物の若葉にを、PDS1000Heバイオリスティックガン(デ
ュポン社)および1100 psiラプチャーディスク(バイオラッド社)を用いて、再
懸濁させたDNAコーティング粒子の5μlアリコートをボンバードした。
[0092] Young leaves of N. bentamiana plants grown in vitro on MS agar solid media containing 30 g / L sucrose were treated with a PDS1000He biolistic gun (DuPont) and a 1100 psi rupture disk (DuPont). Biorad) was used to bombard a 5 μl aliquot of the resuspended DNA coated particles.

【0093】 RNA解析:総RNA抽出、変性1%アガロースゲル電気泳動およびノザンブロット
ハイブリダイゼーションは、ラソコバ&ミラー(Rasochova and Miller)(1996
)において実施されたように、既知の方法によって実施した。各レーンに分光光
度法によって測定した等量(約5μg)の総RNAをローディングして、リボソーム
RNAをエチジウムブロマイド染色によって確認してから、ノザンブロットハイブ
リダイゼーションを行った。ハイブリダイゼーション実験1回あたり、1×106
cpm/ml放射活性プローブを含むハイブリダイゼーション緩衝溶液を用いた。送出
されたBMV RNA3は、BMV複製因子1aおよび2aを発現するトランスジェニックN. ベ
ンタミアナ(N. bentamiana)植物において効率よく複製すること(図14b)、そ
してBMV 1aおよび/または2aの非存在下では複製できないことを示した。
RNA analysis: Total RNA extraction, denaturing 1% agarose gel electrophoresis and Northern blot hybridization were performed by Rasochova and Miller (1996).
) Was performed by known methods. Each lane was loaded with an equal amount (approximately 5 μg) of total RNA measured by spectrophotometry,
RNA was confirmed by ethidium bromide staining before Northern blot hybridization. 1 × 10 6 per hybridization experiment
A hybridization buffer solution containing a cpm / ml radioactive probe was used. The delivered BMV RNA3 replicates efficiently in transgenic N. bentamiana plants expressing BMV replication factors 1a and 2a (FIG. 14b), and in the absence of BMV 1a and / or 2a Indicated that it cannot be duplicated.

【0094】実施例8−DNA送出プラットフォームを含むGUSによるトランスジェニック植物の
トランスフェクション トランスジェニックタバコ(N. tabacum)およびN. ベンタミアナ(N. bentam
iana)植物を上記の方法に従って作製した。植物に、実施例5および7に記載の
ようなパーティクル-ボンバードメントによって、GUS遺伝子(図5a)を含むDNA
送出プラットフォームをトランスフェクトした。植物を3〜5日間インキュベー
トして、1 mg/ml X-Gluc(5-ブロモ-4-クロロ-3-インドリルグルクロニド)を
基質として0.1 M燐酸カリウム緩衝液、pH 7.0、50 μMフェロシアン化カリウム
、および2%Triton(登録商標)X-100中で用いてβ-グルクロニダーゼ(GUS)活
性に関してアッセイした。37℃で一晩インキュベートした後、送出されたRNA3誘
導体を複製し、サブゲノムRNA4からのGUSリポーター遺伝子を発現する細胞は青
色のスポットを生じた(図15)。送出されたRNA3誘導体は、BMV RNA複製因子1a
および2aの非存在下では複製せず、GUSリポーター遺伝子を発現しなかった(例
えば、野生型N. ベンタミアナ(N. bentamiana)および野生型タバコ(N. tabac
um))。
Example 8 Transgenic Plants by GUS Containing a DNA Delivery Platform
Transfection transgenic tobacco (N. tabacum) and N. bentamiana (N. bentam)
iana) Plants were produced according to the method described above. DNA containing the GUS gene (FIG. 5a) was added to plants by particle-bombardment as described in Examples 5 and 7.
The delivery platform was transfected. The plants were incubated for 3-5 days and 1 M / ml X-Gluc (5-bromo-4-chloro-3-indolyl glucuronide) as a substrate, 0.1 M potassium phosphate buffer, pH 7.0, 50 μM potassium ferrocyanide, And assayed for β-glucuronidase (GUS) activity in 2% Triton® X-100. After overnight incubation at 37 ° C, cells expressing the delivered RNA3 derivative and expressing the GUS reporter gene from subgenomic RNA4 produced blue spots (Figure 15). The delivered RNA3 derivative is BMV RNA replication factor 1a
And did not express the GUS reporter gene (eg, wild-type N. bentamiana and wild-type tobacco (N. tabac).
um)).

【0095】実施例9−BMV 1a、2a、3a、およびCPを発現するトランスジェニック植物のトラ
ンスフェクション 植物をBMV 1a、2a、3aおよびCP遺伝子によって形質転換し、それによってそれ
らの遺伝子を上記植物において安定に発現させた。これは先に概要を述べた方法
によって行うことができる。必要な何らかの改変は、本明細書に含まれる開示に
照らして、当業者に容易に明らかとなると思われる。外来遺伝子およびRNAレプ
リコンを複製するために必要なBMVまたはCCMVシス作用複製シグナルを含む該RNA
レプリコンをコードするDNA送出プラットフォームを構築する(図10b)。該レプ
リコンに含まれる外来遺伝子は例えば、B. t.蛋白質をコードするバチルス・チ
ューリンギエンシス(Bacillus thuringiensis)ポリヌクレオチドを含みうる。
他の配列、例えば除草剤抵抗性をコードする配列、または植物において所望の特
性を有するペプチドまたは蛋白質をコードする如何なる既知の配列も含まれる。
Example 9 Transgenic Plant Tigers Expressing BMV 1a, 2a, 3a, and CP
The transfected plants were transformed with the BMV 1a, 2a, 3a and CP genes, thereby stably expressing those genes in the plants. This can be done by the method outlined above. Any necessary modifications will be readily apparent to one skilled in the art in light of the disclosure contained herein. The RNA comprising a BMV or CCMV cis-acting replication signal required to replicate foreign genes and RNA replicons
A DNA delivery platform encoding the replicon is constructed (FIG. 10b). The foreign gene contained in the replicon can include, for example, a Bacillus thuringiensis polynucleotide encoding a Bt protein.
Other sequences, such as those encoding herbicide resistance, or any known sequence encoding a peptide or protein having the desired properties in the plant are also included.

【0096】 または、植物はBMVコート蛋白質の代わりに、BMV 1a、2a、3aおよびTMVコート
蛋白質を発現するように形質転換することができる。次に、一つまたはそれ以上
の外来遺伝子、BMVまたはCCMVいずれかの必要なシス作用複製シグナル、およびT
MV集合起点(origin of assembly)を含むDNA送出プラットフォームを作製する
(図8a、8b、および10a)。TMVはカプシドに包むことができるRNAの大きさに厳
密な制限を与えない竿状ウイルスであることから、この送出プラットフォームは
明確な長所を有する。またはTMV運動蛋白質をBMV3aの代わりに用いることができ
る(図7c)。トバモ(tobamo)およびブロモウイルスとのハイブリッドは生存する
ことが示された(サシャー(Sacher)ら、1988;デジョン&アールクイスト(De
Jong and Ahlquist)、1992)。
Alternatively, plants can be transformed to express BMV 1a, 2a, 3a and TMV coat protein instead of BMV coat protein. Next, one or more foreign genes, the required cis-acting replication signals of either BMV or CCMV, and T
Create a DNA delivery platform containing the MV origin of assembly (FIGS. 8a, 8b, and 10a). This delivery platform has distinct advantages because TMV is a rod-shaped virus that does not strictly limit the size of the RNA that can be encapsulated. Alternatively, TMV motor protein can be used instead of BMV3a (FIG. 7c). Hybrids with tobamo and bromovirus have been shown to survive (Sacher et al., 1988; Dejon & Earlquist (De
Jong and Ahlquist), 1992).

【0097】 予め形質転換された遺伝子およびDNA送出プラットフォームに含まれる遺伝子
について他の順列および組合せは、本明細書における開示に照らして、当業者に
よって容易に認識されると思われる(例えば、図8c、10b、および10cを参照のこ
と)。
[0097] Other permutations and combinations of pre-transformed genes and genes included in the DNA delivery platform will be readily recognized by those of skill in the art in light of the disclosure herein (eg, FIG. 8c). , 10b, and 10c).

【0098】 上記のように、CCMVサブゲノムプロモーターは所望のDNA送出プラットフォー
ムにおいてBMV配列に置換することができる。CCMVサブゲノムプロモーターの配
列は、BMVサブゲノムプロモーターの配列とは異なるため、外来遺伝子が失われ
る組換えの可能性は、これら2つの異なるプロモーターの組合せを有する構築物
でははるかに低い。
[0098] As described above, the CCMV subgenomic promoter can be replaced with a BMV sequence in the desired DNA delivery platform. Since the sequence of the CCMV subgenomic promoter is different from the sequence of the BMV subgenomic promoter, the recombination potential for loss of the foreign gene is much lower for constructs having a combination of these two different promoters.

【0099】 上記実施例において、トランス作用構成要素は、複製因子、細胞間運動に関与
する構成要素、または長距離の伝搬に必要な可能性があるコート蛋白質のような
構成要素、翻訳後プロセシングに関与するウイルスプロテアーゼ、または他の既
知のトランス作用機能を含んでもよいが、これらに限定されることはない。
In the above examples, the trans-acting component is a component such as a replication factor, a component involved in intercellular motility, or a coat protein that may be required for long distance propagation, It may include, but is not limited to, involved viral proteases, or other known trans-acting functions.

【0100】実施例10−GUS含有DNA送出プラットフォームによるタバコ(N. tabacum)プロ
トプラストのトランスフェクション 上記の方法を用いて単離されたタバコ(N. tabacum)プロトプラストに、1aお
よび2a発現プラスミドの存在下および非存在下においてBMV RNA3誘導体のDNA送
出プラットフォームをエレクトロポレーションによって接種した。BMV RNA3誘導
体は、コート蛋白質ORFの代わりにGUS遺伝子を含み(図5a)(これらはコート蛋
白質発現プラスミドと共に、もしくは伴わずに接種した(図5b))、またはBMV
もしくはCCMVサブゲノムプロモーターに由来するさらなるサブゲノムRNAから翻
訳されたBMVCP遺伝子を有し(図5cおよび5d)、またはさらなるBMVサブゲノムRN
Aから翻訳されたSHMVコート蛋白質を有した(図7b)。プロトプラストは接種の2
4時間後に遠心(800 rpm、5分)によって回収した。化学発光GUSアッセイは、
製造元の指示に従って、GUS-ライト(登録商標)(トロピクス社(Tropix)、マ
サチューセッツ州)を用いて実施した。蛋白質濃度はバイオラッド蛋白質キット
(バイオラッドラボラトリーズ、ハーキュルズ、カリフォルニア州)を用いて測
定した。ルミノメーターによって測定したGUS値を、同じ総蛋白質濃度に調整し
た。図16aおよび16bは、トランス作用BMV複製因子1aおよび2aの存在下における
プロトプラストにおける成功したGUS発現を示す。
Example 10-Tobacco (N. tabacum) Produced by GUS-Containing DNA Delivery Platform
Transfection of Toplasts Tobacco (N. tabacum) protoplasts isolated using the method described above were inoculated by electroporation with a DNA delivery platform for BMV RNA3 derivatives in the presence and absence of 1a and 2a expression plasmids. . BMV RNA3 derivatives contain the GUS gene instead of the coat protein ORF (FIG. 5a) (these were inoculated with or without the coat protein expression plasmid (FIG. 5b)) or
Or having a BMVCP gene translated from an additional subgenomic RNA derived from the CCMV subgenomic promoter (FIGS. 5c and 5d), or an additional BMV subgenomic RN
It had SHMV coat protein translated from A (FIG. 7b). Protoplast inoculation 2
Four hours later, the cells were collected by centrifugation (800 rpm, 5 minutes). The chemiluminescent GUS assay is
Performed using GUS-Lite® (Tropix, Mass.) According to the manufacturer's instructions. Protein concentration was measured using a Bio-Rad protein kit (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA). GUS values measured by the luminometer were adjusted to the same total protein concentration. FIGS. 16a and 16b show successful GUS expression in protoplasts in the presence of trans-acting BMV replication factors 1a and 2a.

【0101】実施例11−DNA送出プラットフォームを含むGFPによるタバコ(N. tabacum)プ
ロトプラストのトランスフェクション 上記方法を用いて単離したタバコ(N. tabacum)プロトプラストに、トランス
作用BMV複製因子1aおよび2aに関する発現プラスミド、およびBMVコート蛋白質OR
F(図6e)の代わりにGFP遺伝子を有するRNA3誘導体に対するDNA送出プラットフ
ォーム、さらなるサブゲノムRNAから翻訳されたCP遺伝子(図6a)、またはBMV 3
a ORF(図6d)との融合蛋白質として発現されたGFPを有するRNA転写物を、エレ
クトロポレーションによってトランスフェクトした。プロトプラストを24時間イ
ンキュベートして、蛍光顕微鏡を用いてGFP発現の有無を調べた。図18はプロト
プラストにおける成功したGFPの発現を示す。
Example 11-Tobacco (N. tabacum) plants with GFP containing DNA delivery platform
Transfection of rotoplasts Tobacco (N. tabacum) protoplasts isolated using the above method were added to an expression plasmid for trans-acting BMV replication factors 1a and 2a, and a BMV coat protein OR
DNA delivery platform for RNA3 derivatives with the GFP gene in place of F (FIG. 6e), CP gene translated from additional subgenomic RNA (FIG. 6a), or BMV 3
a RNA transcript with GFP expressed as a fusion protein with the ORF (FIG. 6d) was transfected by electroporation. Protoplasts were incubated for 24 hours and examined for GFP expression using a fluorescence microscope. FIG. 18 shows successful expression of GFP in protoplasts.

【0102】実施例12−GFPを含むBMV RNA3に基づくDNA送出プラットフォームによる(1a+
2a)トランスジェニック植物のトランスフェクション N. ベンタミアナ(N. bethamiana)植物に、上記のようなパーティクル-ボン
バードメントを用いて、BMVコート蛋白質の代わりにGFP遺伝子を有するBMV RNA3
に関するDNA送出プラットフォームをトランスフェクトさせた(図6e)。GFP発現
は蛍光顕微鏡を用いて接種の24時間後に測定した。図17は(1a+2a)トランスジ
ェニックN. ベンタミアナ(N. bethamiana)における成功したGFPの発現を示す
Example 12-DNA delivery platform based on BMV RNA3 containing GFP (1a +
2a) Transfection of transgenic plants BMV RNA3 having a GFP gene instead of a BMV coat protein was added to N. bethamiana plants using particle-bombardment as described above.
The DNA delivery platform was transfected (FIG. 6e). GFP expression was measured 24 hours after inoculation using a fluorescence microscope. FIG. 17 shows successful expression of GFP in (1a + 2a) transgenic N. bethamiana.

【0103】実施例13−アグロバクテリウムを用いたBMV RNA3 DNA送出プラットフォームに
よる(1a+2a)トランスジェニックN. ベンタミアナ(N. bethamiana)植物のト
ランスフェクション N. ベンタミアナ(N. bethamiana)植物に、アグロバクテリウム・ツメファシ
エンスを用いてBMV RNA3 DNA送出プラットフォームを接種した。所望の構築物(
pB3LR42)が大腸菌において得られた後、これを上記のように凍結融解法を用い
てA.ツメファシエンス(A. tumefaciens)株に導入した。アグロバクテリウムは
一定の振とう条件下で28℃で一晩増殖させた。N. ベンタミアナ(N. bethamiana
)の下部の葉1枚に針で数回穴を開けて、アグロバクテリウム培養液に浸した。
植物は16時間照明条件下で23℃で増殖させた。接種した葉は接種の14日後に回収
した。総RNA抽出およびノザンブロットハイブリダイゼーションは上記のように
実施した。図19は、接種した(1a+2a)トランスジェニックN. ベンタミアナ(N
. bethamiana)において送出されたBMV RNA3の複製を示す。
Example 13-BMV RNA3 DNA delivery platform using Agrobacterium
(1a + 2a) Transgenic N. bethamiana plant
The transfection N. benthamiana (N. bethamiana) plants were inoculated with BMV RNA3 DNA delivery platform using Agrobacterium tumefaciens. The desired construct (
After pB3LR42) was obtained in E. coli, it was introduced into the A. tumefaciens strain using the freeze-thaw method as described above. Agrobacterium was grown overnight at 28 ° C under constant shaking conditions. N. bethamiana
One of the leaves at the bottom of () was pierced several times with a needle and immersed in an Agrobacterium culture solution.
Plants were grown at 23 ° C. for 16 hours under light conditions. The inoculated leaves were collected 14 days after inoculation. Total RNA extraction and Northern blot hybridization were performed as described above. FIG. 19 shows inoculated (1a + 2a) transgenic N. benthamiana (N
bethamiana) is shown.

【0104】実施例14−GUSおよびSHMVコート蛋白質を含むBMV RNA3に基づくDNA送出プラット
フォームによる(1a+2a)トランスジェニック植物のトランスフェクション N. ベンタミアナ(N. bethamiana)植物に、上記のようなパーティクル-ボン
バードメントを用いて、BMVコート蛋白質がSHMVコート蛋白質(サンヘンプモザ
イクウイルス)に置換され、GUS遺伝子がさらなるBMVサブゲノムプロモーターの
下流に挿入されている、BMV RNA3のDNA送出プラットフォームをトランスフェク
トした(図7b)。GUS発現は、上記のような組織化学GUSアッセイ法によって決定
した。図20は、(1a+2a)トランスジェニック植物における成功したGUS発現を
示す。
Example 14-DNA delivery platform based on BMV RNA3 containing GUS and SHMV coat proteins
Transfection of (1a + 2a) Transgenic Plants by Foam In a N. bethamiana plant, the BMV coat protein is replaced with SHMV coat protein (San hemp mosaic virus) using particle-bombardment as described above. A transfected DNA delivery platform for BMV RNA3, in which the GUS gene was inserted downstream of an additional BMV subgenomic promoter (FIG. 7b). GUS expression was determined by histochemical GUS assay as described above. FIG. 20 shows successful GUS expression in (1a + 2a) transgenic plants.

【0105】実施例15−送出されたBMV RNA3の運動 自家受粉した(1a+2a)トランスジェニックN. ベンタミアナ(N. benthamian
a)BP14のF1子孫植物に、アグロバクテリウム・ツメファシエンスを用いてBMV R
NA3 DNA送出プラットフォームを接種した。実生を、カナマイシンを含むSmurf培
地上で発芽させた。植物は16時間照明条件下で23℃で増殖させた。所望の構築物
(pB3LR42)を大腸菌において得た後、これを上記のように凍結融解法を用いてA
.ツメファシエンスLBA 4404株に導入した。アグロバクテリウムは一定の振とう
条件下で28℃で一晩増殖させた。N. ベンタミアナ(N. bethamiana)の下部の葉
1枚に針で数回穴を開けて、アグロバクテリウム培養液に浸した。接種した中間
および上部の葉を接種の14日後に回収した。総RNA抽出およびノザンブロットハ
イブリダイゼーションは上記のように実施した。RNA3複製は調べた全ての葉にお
いて検出された(図21)。これは、(1a+2a)トランスジェニック植物において
BMV RNA3が複製可能であり、細胞間運動が可能であり、および長距離を伝搬可能
であることを示している。
Example 15-Exercise of delivered BMV RNA3 Self-pollinated (1a + 2a) transgenic N. benthamian
a) BMV R was added to F1 progeny plants of BP14 using Agrobacterium tumefaciens.
The NA3 DNA delivery platform was inoculated. Seedlings were germinated on Smurf medium containing kanamycin. Plants were grown at 23 ° C. for 16 hours under light conditions. After the desired construct (pB3LR42) has been obtained in E. coli, it can be purified using the freeze-thaw method as described above.
Introduced into Tumefaciens LBA 4404 strain. Agrobacterium was grown overnight at 28 ° C under constant shaking conditions. One leaf of the lower leaf of N. bethamiana was pierced several times with a needle and immersed in an Agrobacterium culture solution. The inoculated middle and upper leaves were collected 14 days after inoculation. Total RNA extraction and Northern blot hybridization were performed as described above. RNA3 replication was detected in all leaves examined (FIG. 21). This is in (1a + 2a) transgenic plants
It indicates that BMV RNA3 is capable of replicating, capable of intercellular movement, and capable of propagating long distances.

【0106】実施例16−(1a+2a)トランスジェニックN. ベンタミアナ(N. bethamiana)か
らの子孫のBMV RNA3 DNA送出プラットフォームによるトランスフェクション 実施例13に記述のように、アグロバクテリウムを用いて、自家受粉した(1a+
2a)トランスジェニックN. ベンタミアナ(BP14と命名する)に、BMV RNA3 DNA
送出プラットフォームを接種した。対照植物(非トランスジェニックN. ベンタ
ミアナ)には50 mM NaPO4、pH 7.0および1%セライトからなる接種用緩衝液を用
いてBMV感染オオムギの汁を接種した。根の試料を接種の6週間後に回収した。R
NA抽出およびノザンブロット解析は上記のように実施した。図22は根においてBM
V RNA3が非常に高いレベルまで複製したことを示している。いくつかの(1a+2a
)トランスジェニック植物(図22、レーン2、5、6、7、8、10)では、送出され
たRNA3の複製は、非トランスジェニックN. ベンタミアナ植物において野生型のB
MVの複製を大きく上回った(図22、レーン1)。このことは、この系がRNA、蛋白
質、ペプチドまたは他の化合物を根に輸送するために用いることができること、
および様々な活性、例えば根の寄生虫に対して向けられた活性に対してそのよう
な化合物を試験することができることを示している。例えば、抗線虫活性を有す
る蛋白質を、上記の戦略を用いてRNA3 DNA送出プラットフォームに挿入して、RN
A3が複製すると根に発現させることができる。そのような蛋白質は細胞質におい
て発現するように、または周辺の土壌に分泌されるように操作することができる
Example 16- (1a + 2a) Transgenic N. bethamiana
Transfection of their offspring with the BMV RNA3 DNA delivery platform Self-pollinated with Agrobacterium as described in Example 13 (1a +
2a) Transgenic N. benthamiana (designated as BP14) contains BMV RNA3 DNA
The delivery platform was inoculated. The control plants (non-transgenic N. benthamiana) were inoculated juice BMV infected barley with inoculation buffer consisting of 50 mM NaPO 4, pH 7.0 and 1% celite. Root samples were collected 6 weeks after inoculation. R
NA extraction and Northern blot analysis were performed as described above. Figure 22 shows BM at the root
V RNA3 replicated to very high levels. Some (1a + 2a
) In transgenic plants (Figure 22, lanes 2,5,6,7,8,10), the replication of the delivered RNA3 was reduced by wild-type B in non-transgenic N. benthamiana plants.
It greatly exceeded the replication of MV (FIG. 22, lane 1). This means that this system can be used to transport RNA, proteins, peptides or other compounds to the roots,
And that such compounds can be tested for various activities, such as those directed against root parasites. For example, a protein having anti-nematode activity can be inserted into the RNA3 DNA delivery platform using the strategy described above, and RN
When A3 replicates, it can be expressed in roots. Such proteins can be engineered to be expressed in the cytoplasm or secreted into the surrounding soil.

【0107】実施例17−オオムギ斑葉モザイクウイルス オオムギ斑葉モザイクウイルス(BSMV)は、3つに分かれたゲノムを有する(
RNAα、β、およびγ)。これらのゲノムRNAは5'末端にm7Gpppキャップおよび3'
末端にt-RNA様構造を有する(ジャクソン&ハンター(Jackson and Hunter)、1
989)。
Example 17-Barley spotted leaf mosaic virus Barley spotted leaf mosaic virus (BSMV) has a three-part genome (
RNAα, β, and γ). These genomic RNAs have an m7Gppp cap and a 3 '
Has a t-RNA-like structure at the end (Jackson and Hunter, 1
989).

【0108】 BSMV RNA cDNAを含むBSMV RNAα、RNAβ、およびRNAγに対するDNA送出プラス
ミドは、5'末端でDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよび3'末端で自己切
断性リボザイムに、正確に融合することによって構築される。ポリアデニル化シ
グナルもまた含んでもよい。または、都合のよい制限酵素部位をウイルスcDNAの
3'末端に操作してもよい。外来遺伝子または配列は幾つかの方法で発現してもよ
い。例えば、BSMV RNAβに基づくDNA送出プラスミドは外来遺伝子、またはORFβ
aの代わりに発現される配列を含んでもよい。
DNA delivery plasmids for BSMV RNAα, RNAβ, and RNAγ, including BSMV RNA cDNA, were constructed by precise fusion to a DNA-dependent RNA polymerase promoter at the 5 ′ end and a self-cleaving ribozyme at the 3 ′ end. You. A polyadenylation signal may also be included. Alternatively, a convenient restriction enzyme site may be
It may be manipulated at the 3 'end. A foreign gene or sequence may be expressed in several ways. For example, a DNA delivery plasmid based on BSMV RNAβ is a foreign gene, or ORFβ
It may include a sequence to be expressed instead of a.

【0109】 1つまたはそれ以上のトランス作用因子がDNA依存性RNAポリメラーゼプロモー
ターおよびターミネーターと融合したトランスジェニック植物を得る。そのよう
なトランス作用因子は、ウイルスRNAレプリカーゼの一部(ORFαaおよび/また
はγa)、または他のトランス作用因子を含んでもよい。トランス作用因子は植
物細胞において安定に発現され、または誘導型プロモーターを用いる場合には、
その発現を誘導してもよい。BSMV RNA複製に必要なシス作用配列はトランスジー
ンから切除する。または完全長のRNAαを染色体から発現させる。または種子伝
搬株からの、ND18のような5'非翻訳領域およびORFγbを含むORFγもまた発現さ
れる(エドワーズ(Edwards)、1995)。
A transgenic plant is obtained in which one or more trans-acting factors are fused with a DNA-dependent RNA polymerase promoter and terminator. Such trans-acting factors may include part of the viral RNA replicase (ORFαa and / or γa), or other trans-acting factors. The trans-acting factor is stably expressed in plant cells, or when using an inducible promoter,
Its expression may be induced. The cis-acting sequences required for BSMV RNA replication are excised from the transgene. Alternatively, full-length RNAα is expressed from the chromosome. Alternatively, ORFγ, including a 5 ′ untranslated region such as ND18 and ORFγb, from a seed propagation strain is also expressed (Edwards, 1995).

【0110】 BSMV RNAβの5'末端に正確に融合したDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーター
、BSMV RNAβのライフサイクルにとって重要な、5'末端および3'末端のようなシ
ス作用エレメント、βaとβb ORFのあいだのシストロン間領域(ジョウ&ジャク
ソン(Zhou and Jackson)、1996)、およびBSMV複製および運動にとって重要で
ないORFβa(コート蛋白質)の代わりに外来遺伝子または配列、を含むDNA送出
プラスミドを構築する。そのようなDNA送出プラスミドは、この領域が複製によ
って重要でないため内部ポリ(A)領域を欠損してもよく、改変されたウイルスR
NAの3'末端でリボザイムまたは都合のよい制限酵素部位を含んでもよい。または
、DNA送出プラスミドはORFγaおよび/またはγbが、3つの遺伝子ブロック遺伝
子(ORFβb、βc、およびβd)、または異種運動蛋白質(TMV 30K、RCNMV35K)
を含んでもよい、外来遺伝子または配列に置換されているRNAγから構築する。
The DNA-dependent RNA polymerase promoter fused exactly to the 5 ′ end of BSMV RNAβ, cis-acting elements such as the 5 ′ and 3 ′ ends important for the life cycle of BSMV RNAβ, between the βa and βb ORFs A DNA delivery plasmid is constructed that contains the intercistronic region (Zhou and Jackson, 1996) and a foreign gene or sequence in place of ORFβa (coat protein) that is not important for BSMV replication and movement. Such DNA delivery plasmids may lack the internal poly (A) region because this region is not important by replication,
A ribozyme or convenient restriction enzyme site may be included at the 3 'end of the NA. Alternatively, the DNA delivery plasmid has ORFγa and / or γb, three gene block genes (ORFβb, βc, and βd), or a heterologous motor protein (TMV 30K, RCNMV35K)
Is constructed from RNAγ which has been replaced by a foreign gene or sequence.

【0111】実施例18−タバコモザイクウイルス タバコモザイクウイルス(TMV)は、一本鎖プラス鎖センスRNAゲノムを有する
。5'末端はm7Gpppキャップを有し、3'末端はt-RNA様構造を含む。
Example 18-Tobacco mosaic virus Tobacco mosaic virus (TMV) has a single-stranded plus-sense RNA genome. The 5 'end has an m7Gppp cap and the 3' end contains a t-RNA-like structure.

【0112】 5'末端でDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターと正確に融合し、3'末端で自
己切断リボザイムと融合したTMV cDNAを含むTMV RNAに基づくDNA送出プラスミド
を構築する。ポリアデニル化シグナルも同様に含んでもよい。または都合のよい
制限酵素部位を3'末端に操作してもよい。外来遺伝子は、(−)鎖上のさらなる
サブゲノムRNAプロモーターを含むことによって、さらなるサブゲノムRNAから発
現してもよい。
A TMV RNA-based DNA delivery plasmid is constructed that contains the TMV cDNA fused exactly at the 5 ′ end to the DNA-dependent RNA polymerase promoter and fused at the 3 ′ end to a self-cleaving ribozyme. A polyadenylation signal may be included as well. Alternatively, a convenient restriction enzyme site may be engineered at the 3 'end. The foreign gene may be expressed from additional subgenomic RNA by including an additional subgenomic RNA promoter on the (-) strand.

【0113】 DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよびターミネーターに融合した1つ
またはそれ以上のトランス作用因子を有するトランスジェニック植物を得る。そ
のような因子はウイルスレプリカーゼ(126K/183K)、運動蛋白質(30K)、また
はコート蛋白質を含んでもよい。TMV RNA複製にとって必要な少なくとも1つのシ
ス作用配列をトランスジーンから除去する。トランス作用因子を植物細胞に安定
に発現させ、または誘導型プロモーターを用いる場合はその発現を誘導してもよ
い。
[0113] Transgenic plants having one or more trans-acting factors fused to a DNA-dependent RNA polymerase promoter and terminator are obtained. Such factors may include viral replicase (126K / 183K), motor protein (30K), or coat protein. At least one cis-acting sequence required for TMV RNA replication is removed from the transgene. The trans-acting factor may be stably expressed in plant cells, or when an inducible promoter is used, its expression may be induced.

【0114】 TMV cDNAの5'末端と正確に融合したDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーター、
5'および3'末端のようなTMVライフサイクルにとって重要なシス作用エレメント
、集合起点等、染色体から発現されたトランス作用因子の代わりに少なくとも1
つの外来遺伝子または配列、および3'末端でリボザイムまたは都合のよい制限酵
素部位を含む、DNA送出プラスミドを構築する。または、外来遺伝子配列をさら
なるサブゲノムRNAプロモーターから発現して、トランスジーンから発現された
トランス作用因子をコードする配列を、DNA送出プラスミドから欠失させること
ができる。好ましくは、ウイルスレプリカーゼ蛋白質をトランスジェニック植物
において発現する場合、DNA送出プラスミドはヌクレオチド3420〜4902位の欠失
を有し、これはトランスでの複製を阻害する領域であるように思われる(レワン
ドウスキ(Lewandowski)ら、1998)。
A DNA-dependent RNA polymerase promoter fused exactly to the 5 ′ end of the TMV cDNA,
At least one cis-acting element, such as the 5 'and 3' terminus, important for the TMV life cycle, instead of the trans-acting factor expressed from the chromosome, such as the assembly origin.
A DNA delivery plasmid is constructed that contains two foreign genes or sequences and a ribozyme or convenient restriction enzyme site at the 3 'end. Alternatively, the foreign gene sequence can be expressed from an additional subgenomic RNA promoter, and the sequence encoding the trans-acting factor expressed from the transgene deleted from the DNA delivery plasmid. Preferably, if the viral replicase protein is to be expressed in transgenic plants, the DNA delivery plasmid will have a deletion at nucleotides 3420 to 4902, which appears to be a region that inhibits replication in trans (Lewandowski ( Lewandowski) et al., 1998).

【0115】実施例19−ジャガイモウイルスX ジャガイモウイルスX(PVX)は一本鎖プラス鎖センスRNAゲノムを有する。5'
末端はm7Gpppを有し、3'末端はポリアデニル化されている。PVXの完全長のcDNA
クローンを構築して、感染性のRNA転写物を得た(ヘメンウェイ(Hemenway)ら
、1990)。
Example 19 Potato Virus X Potato virus X (PVX) has a single-stranded positive-sense RNA genome. Five'
The end has m7Gppp and the 3 'end is polyadenylated. PVX full-length cDNA
Clones were constructed to obtain infectious RNA transcripts (Hemenway et al., 1990).

【0116】 5'末端でDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターと正確に融合するPVXcDNAを
含み、かつ3'末端でポリアデニル化部位を含むPVX RNAに基づくDNA送出プラスミ
ドを構築する。都合のよい制限酵素部位を3'末端に含んでもよい。外来遺伝子は
さらなるサブゲノムRNAから発現してもよい。
A DNA delivery plasmid based on PVX RNA containing a PVX cDNA that correctly fuses with a DNA-dependent RNA polymerase promoter at the 5 ′ end and a polyadenylation site at the 3 ′ end is constructed. A convenient restriction enzyme site may be included at the 3 'end. Foreign genes may be expressed from additional subgenomic RNA.

【0117】 DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよびターミネーターに融合した1つ
またはそれ以上のトランス作用因子を有するトランスジェニック植物を得る。そ
のような因子は、ウイルスRNAポリメラーゼ遺伝子(ORF1〜147K)、コート蛋白
質(ORF5〜21K)、または三重遺伝子ブロック(ORF2〜25K、ORF3〜12K、ORF
4〜8K)を含んでもよい。三重遺伝子ブロック遺伝子は個々に発現させること
ができる。またはそれらは、ORF2、3および4に対するプラス鎖センスサブゲ
ノムRNAをウイルスレプリカーゼによって転写することができるマイナス鎖セン
ス転写物として発現することができる。そのようなトランスジーンはORF2、3お
よび4の配列と融合したDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターをマイナス鎖方
向に有し、転写された配列はサブゲノムRNAプロモーターを含むと思われる。PVX
RNA複製に必要な少なくとも1つのシス作用配列をトランスジーンから切除する
。トランス作用因子は植物細胞において安定に発現され、または誘導型プロモー
ターを用いる場合、その発現を誘導してもよい。
[0117] Transgenic plants are obtained that have one or more trans-acting factors fused to a DNA-dependent RNA polymerase promoter and terminator. Such factors include the viral RNA polymerase gene (ORF 1-147K), the coat protein (ORF 5-21K), or the triple gene block (ORF 2-25K, ORF 3-12K, ORF
4 to 8K). Triple gene block genes can be expressed individually. Alternatively, they can be expressed as minus-sense sense transcripts that can transcribe plus-sense subgenomic RNA for ORFs 2, 3, and 4 by viral replicase. Such a transgene has a DNA-dependent RNA polymerase promoter fused in the minus strand direction with the ORF2, 3 and 4 sequences, and the transcribed sequence is likely to include a subgenomic RNA promoter. PVX
At least one cis-acting sequence required for RNA replication is excised from the transgene. The trans-acting factor may be stably expressed in plant cells or, if an inducible promoter is used, induce its expression.

【0118】 PVXゲノムの5'末端と正確に融合したDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーター
、5'および3'末端のようなPVXライフサイクルにとって重要なシス作用エレメン
ト、集合起点等、染色体から発現されるトランス作用因子の代わりの少なくとも
1つの外来遺伝子または配列、およびポリアデニル化シグナルを含むDNA送出プ
ラスミドを構築する。または、外来遺伝子配列はさらなるサブゲノムRNAプロモ
ーターから発現することができ、トランスジェニックに発現されるトランス作用
因子をコードする配列は、DNA送出プラスミドから欠失させることができる。
Transformations expressed from chromosomes, such as the DNA-dependent RNA polymerase promoter fused exactly to the 5 ′ end of the PVX genome, cis-acting elements important for the PVX life cycle such as the 5 ′ and 3 ′ ends, the origin of assembly, etc. A DNA delivery plasmid is constructed that contains at least one foreign gene or sequence in place of the agent, and a polyadenylation signal. Alternatively, the foreign gene sequence can be expressed from an additional subgenomic RNA promoter, and the sequence encoding the transgenic factor that is to be expressed transgenic can be deleted from the DNA delivery plasmid.

【0119】 または、DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーター、ポリアデニル化部位、およ
びORF2(25K)が外来遺伝子または配列と置換されているPVX cDNA配列を有するD
NA送出プラスミドを構築する。または、ORF2を欠失させて外来遺伝子をさらなる
サブゲノムRNAプロモーターから発現させる。そのようなDNA送出プラスミドは、
タバコモザイクウイルス(TMV 30K)、トマトモザイクウイルス(ToMV 30K)、
またはムラサキツメクサ壊死モザイクウイルス(RCNMV 35K)のような、異種ウ
イルスからの運動蛋白質を発現するトランスジェニック植物に接種する。
Alternatively, a DNA-dependent RNA polymerase promoter, a polyadenylation site, and a DNA having a PVX cDNA sequence in which ORF2 (25K) has been replaced with a foreign gene or sequence.
Construct the NA delivery plasmid. Alternatively, ORF2 is deleted and the foreign gene is expressed from a further subgenomic RNA promoter. Such DNA delivery plasmids
Tobacco mosaic virus (TMV 30K), tomato mosaic virus (ToMV 30K),
Alternatively, transgenic plants expressing motor proteins from a heterologous virus, such as purple clover necrosis mosaic virus (RCNMV 35K), are inoculated.

【0120】実施例20−フロックハウス(Flok House)ウイルス フロックハウスウイルス(FHV)は、2つの一本鎖RNAからなるゲノムを有する
。RNA1はRNA複製に関与するプロテインAをコードし、sg RNA3から翻訳されるプ
ロテインBをコードし、RNA複製にとって重要でない。RNA2は、ビリオンカプシド
前駆体蛋白質αをコードする。FHVは、昆虫、植物、哺乳類、および酵母細胞(
セリング(Selling)ら、1990;プライス(Price)ら、1996)に感染する。
Example 20-Flok house virus Flok house virus (FHV) has a genome consisting of two single-stranded RNAs. RNA1 encodes protein A involved in RNA replication and encodes protein B translated from sg RNA3 and is not important for RNA replication. RNA2 encodes virion capsid precursor protein α. FHV is used in insect, plant, mammalian, and yeast cells (
Infects Selling et al., 1990; Price et al., 1996).

【0121】 その5'末端でDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターと正確に融合し、その3'
末端で自己切断リボザイムと融合するFHV RNA cDNAを含むFHV RNA1およびRNA2に
関してDNA送出プラスミドを構築する。ポリアデニル化シグナルもまた含んでも
よい。または、都合のよい制限酵素部位を3'末端に操作してもよい。外来遺伝子
または配列は幾つかの方法で発現してもよい。例えば、FHV RNA1に基づくDNA送
出プラスミドは、サブゲノムRNA3から発現される外来遺伝子または配列をORF B
置換として、またはORF Bとの翻訳融合体として含んでもよい。または、外来遺
伝子はさらなるsg RNAから発現してもよい。FHV RNA2に基づくDNA送出プラスミ
ドはポリ蛋白質αの一部として発現される外来遺伝子または配列を含んでもよい
。そのような構築物における外来遺伝子はポリ蛋白質切断に必要な配列を含んで
もよい。DNA送出プラスミドは、好ましくは、TMVの30KまたはRCNMVの35Kのよう
な異種植物ウイルスの運動蛋白質を発現すると思われる。または、DNA送出プラ
スミドはそのような運動蛋白質を発現するトランスジェニック植物に接種される
と思われる。
At its 5 ′ end, it is correctly fused to a DNA-dependent RNA polymerase promoter and its 3 ′
DNA delivery plasmids are constructed for FHV RNA1 and RNA2 containing FHV RNA cDNA fused to a self-cleaving ribozyme at the end. A polyadenylation signal may also be included. Alternatively, a convenient restriction enzyme site may be engineered at the 3 'end. A foreign gene or sequence may be expressed in several ways. For example, a DNA delivery plasmid based on FHV RNA1 can be used to transfer foreign genes or sequences expressed from subgenomic RNA3 to ORF B
It may be included as a substitution or as a translational fusion with ORF B. Alternatively, the foreign gene may be expressed from additional sg RNA. A DNA delivery plasmid based on FHV RNA2 may contain a foreign gene or sequence expressed as part of polyprotein α. The foreign gene in such a construct may include sequences necessary for polyprotein cleavage. The DNA delivery plasmid will preferably express a heterologous plant virus motility protein such as 30K for TMV or 35K for RCNMV. Alternatively, a DNA delivery plasmid would be inoculated into a transgenic plant expressing such a motility protein.

【0122】 DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよびターミネーターに融合した一つ
またはそれ以上のトランス作用因子を有するトランスジェニック植物を得る。そ
のような因子はプロテインAまたはカプシド蛋白質前駆体αを含んでもよく、好
ましくはTMVの30KまたはRCNMVの35Kのような、植物ウイルスからの運動蛋白質を
含むと思われる。トランス作用因子は、植物細胞に安定的に発現され、または誘
導型プロモーターを用いる場合にはその発現を誘導してもよい。トランスジェニ
ック発現されたトランス作用因子は、好ましくは5'および/または3'末端のよう
な、複製に必要な少なくとも1つのシス作用因子を欠損する。
A transgenic plant is obtained that has one or more trans-acting factors fused to a DNA-dependent RNA polymerase promoter and terminator. Such factors may include protein A or the capsid protein precursor α, and will preferably include motility proteins from plant viruses, such as 30K for TMV or 35K for RCNMV. The trans-acting factor may be stably expressed in plant cells or, if an inducible promoter is used, induce its expression. The transgenic expressed trans-acting element preferably lacks at least one cis-acting element required for replication, such as the 5 'and / or 3' end.

【0123】 RNA1(またはRNA2)の5'末端に正確に融合したDNA依存性RNAポリメラーゼプロ
モーター、5'および3'末端のようなFHV RNA1(またはRNA2)複製に重要なシス作
用エレメント、少なくとも一つの外来遺伝子または配列、および3'末端に自己切
断リボザイムを含む、FHV RNA1またはFHV RNA2に基づくDNA送出プラスミドを構
築する。ポリアデニル化シグナルもまた含んでもよい。または、都合のよい制限
酵素部位を、DNA送出プラスミドの改変されたウイルスRNA配列の3'末端に操作し
てもよい。FHV RNA1に基づくDNA送出プラスミドは、ORF Aの代わりに外来遺伝子
または配列を含んでもよい。またはORF Aを欠失させて、および例えばORF B置換
としてまたはORF Bとの翻訳融合体として、サブゲノムRNA3から外来遺伝子を発
現してもよい。またはDNA送出プラスミドは2つの外因性RNA配列を含んでもよく
、一つはORF Aの代わりであり、もう一つはサブゲノムRNA3から発現される。FHV
RNA2に基づくDNA送出プラスミドは、ORFαの代わりに外来遺伝子もしくは配列
を含んでもよく、またはポリ蛋白質αの一部として発現してもよい。そのような
構築物における外来遺伝子は、ポリ蛋白質切断に必要な配列を含んでもよい。
A DNA-dependent RNA polymerase promoter fused exactly to the 5 ′ end of RNA1 (or RNA2), at least one cis-acting element important for FHV RNA1 (or RNA2) replication, such as the 5 ′ and 3 ′ ends. A DNA delivery plasmid based on FHV RNA1 or FHV RNA2 containing a foreign gene or sequence and a self-cleaving ribozyme at the 3 ′ end is constructed. A polyadenylation signal may also be included. Alternatively, a convenient restriction enzyme site may be engineered at the 3 'end of the modified viral RNA sequence of the DNA delivery plasmid. A DNA delivery plasmid based on FHV RNA1 may contain a foreign gene or sequence in place of ORFA. Alternatively, ORF A may be deleted and the foreign gene expressed from subgenomic RNA3, for example, as an ORF B substitution or as a translational fusion with ORF B. Alternatively, the DNA delivery plasmid may contain two exogenous RNA sequences, one instead of ORFA and the other expressed from subgenomic RNA3. FHV
An RNA2-based DNA delivery plasmid may contain a foreign gene or sequence in place of ORFα, or may be expressed as part of polyprotein α. The foreign gene in such a construct may include sequences necessary for polyprotein cleavage.

【0124】実施例21−トマト斑点野生型ウイルス(Tomato Spotted Wild virus) トマト斑点野生型ウイルス(TSWV)は、3つに分かれた(RNA L、M、S)、マ
イナス鎖センスおよびアンチセンス(anbisence)の、一本鎖RNAウイルスである
Example 21-Tomato Spotted Wild virus Tomato Spotted Wild virus (TSWV) is divided into three (RNA L, M, S), minus strand sense and antisense (anbisence). ) Is a single-stranded RNA virus.

【0125】 DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよびターミネーターと融合した、1
つまたはそれ以上のトランス作用因子を有するトランスジェニック植物を得る。
そのような因子には、推定TSWVポリメラーゼ遺伝子(ORF L)、ORF N、およびお
そらく他のトランス作用因子(NSmまたはNSs)が含まれる。TSWV RNA複製にとっ
て必要な、5'および/または3'末端のような少なくとも1つのシス作用配列をト
ランスジーンから切除する。トランス作用因子は植物細胞において安定的に発現
され、または誘導型プロモーターを用いる場合にはその発現を誘導してもよい。
[0125] 1 fused to a DNA-dependent RNA polymerase promoter and terminator
A transgenic plant having one or more trans-acting factors is obtained.
Such factors include the putative TSWV polymerase gene (ORF L), ORF N, and possibly other trans-acting factors (NSm or NSs). At least one cis-acting sequence, such as the 5 'and / or 3' end, required for TSWV RNA replication is excised from the transgene. The trans-acting factor may be stably expressed in plant cells or, if an inducible promoter is used, induce its expression.

【0126】 G1およびG2コード配列が少なくとも1つの外来遺伝子または配列に置換されて
いるTSWV RNA Mに基づくDNA送出プラスミドを構築する。そのようなDNA送出プラ
スミドはDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよび5'および3'末端で自己切
断型リボザイムに融合したTSWV RNA M cDNAを含む。または、Nコード領域が外来
遺伝子または配列に置換されているTSWV RNA Sに基づくDNA送出プラスミドを構
築する。
A TSWV RNA M based DNA delivery plasmid is constructed in which the G1 and G2 coding sequences have been replaced by at least one foreign gene or sequence. Such a DNA delivery plasmid contains a DNA-dependent RNA polymerase promoter and a TSWV RNA M cDNA fused to a self-cleaving ribozyme at the 5 'and 3' ends. Alternatively, a DNA delivery plasmid based on TSWV RNA S in which the N coding region has been replaced by a foreign gene or sequence is constructed.

【0127】実施例22−オオムギマイルドモザイクウイルス オオムギマイルドモザイクウイルス(BaMMV)のゲノムは、2つのプラスセン
ス鎖、一本鎖の3'ポリアデニル化RNAからなる。RNA1はポチウイルスP3、6K1、CI
、6K2、NIa-VPg、NIa-Pro、NIb、およびカプシド蛋白質に関連する蛋白質をコー
ドする(カシワザキ(Kashiwazaki)ら、1990)。RNA2はP1およびP2蛋白質をコ
ードする(カシワザキ(Kashiwazaki)ら、1990)。P1蛋白質はポチウイルスHC-
Proに関連し、P2蛋白質は真菌の伝搬にとって重要である。P2蛋白質に欠損を含
む分離菌を得て(ティンペ&クーネ(Timpe and Kuhne)、1995)、したがってP
2がウイルスRNA複製に重要でないことを示している。
Example 22-Barley Mild Mosaic Virus The barley mild mosaic virus (BaMMV) genome consists of two positive-sense, single-stranded 3 'polyadenylated RNAs. RNA1 is potyvirus P3, 6K1, CI
, 6K2, NIa-VPg, NIa-Pro, NIb, and proteins related to the capsid protein (Kashiwazaki et al., 1990). RNA2 encodes P1 and P2 proteins (Kashiwazaki et al., 1990). P1 protein is potyvirus HC-
Related to Pro, the P2 protein is important for fungal transmission. An isolate containing a defect in the P2 protein was obtained (Timpe and Kuhne, 1995) and
2 is not important for viral RNA replication.

【0128】 5'末端でDNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよび3'末端にポリアデニル
化部位を正確に融合したBaMMV RNA cDNAを含むBaMMV RNA1およびRNA2に関するDN
A送出プラスミドを構築する。外来遺伝子または配列は幾つかの方法で発現して
もよい。例えば、BaMMV RNA2に基づくDNA送出プラスミドは、切断することがで
きるポリ蛋白質の一部として発現される外来遺伝子または配列を含んでもよく、
外来性蛋白質を放出することができる。
DN for BaMMV RNA1 and RNA2, including the BaMMV RNA cDNA with the DNA-dependent RNA polymerase promoter correctly fused at the 5 ′ end and a polyadenylation site at the 3 ′ end
Construct A delivery plasmid. A foreign gene or sequence may be expressed in several ways. For example, a DNA delivery plasmid based on BaMMV RNA2 may include a foreign gene or sequence expressed as part of a polyprotein that can be cleaved,
Exogenous proteins can be released.

【0129】 DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターおよびターミネーターと融合した5'末
端および3'末端を欠損するBaMMV RNA1 cDNAを有するトランスジェニック植物を
得る。
A transgenic plant is obtained that has a BaMMV RNA1 cDNA lacking the 5 ′ and 3 ′ ends fused to a DNA-dependent RNA polymerase promoter and terminator.

【0130】 BaMMV(分離菌M)RNA2に基づくDNA送出プラスミドを構築する。そのようなプ
ラスミドはRNA2の5'末端に正確に融合したDNA依存性RNAポリメラーゼプロモータ
ー、5'および3'末端に存在するRNA2シス作用複製シグナル、P1 ORFおよびP2 ORF
の代わりの外来遺伝子、または切断することができるP1/P2ポリ蛋白質の一部と
して発現される外来遺伝子を含み、外来性蛋白質は放出することができる。
A DNA delivery plasmid based on BaMMV (isolated M) RNA2 is constructed. Such a plasmid contains a DNA-dependent RNA polymerase promoter precisely fused to the 5 'end of RNA2, an RNA2 cis-acting replication signal present at the 5' and 3 'ends, a P1 ORF and a P2 ORF.
, Or a foreign gene expressed as part of a P1 / P2 polyprotein that can be cleaved, and the foreign protein can be released.

【0131】 本明細書において引用した全ての参考文献の内容は、それらが本発明の開示、
教示、および原理と矛盾しない範囲において、参照として本明細書に組み入れら
れる。
The contents of all references cited herein are based on the disclosure of the present invention,
To the extent not inconsistent with the teachings and principles, it is incorporated herein by reference.

【0132】 本明細書に記述の実施例および態様は、説明する目的のために記載されたので
あって、それらに照らして様々な改変または変更が当業者に示唆され、それらも
本出願の精神および範囲内に含まれると理解すべきである。
The examples and embodiments described herein have been set forth for the purpose of illustration, in which light, various modifications or alterations will be suggested to those skilled in the art, which are also within the spirit of the present application. And should be understood to be within the scope.

【0133】参考文献 References

【配列表】 [Sequence list]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 宿主細胞における1aおよび2a蛋白質を産生する略図を示す。FIG. 1 shows a schematic representation of the production of 1a and 2a proteins in host cells.

【図2】 1aおよび/または2a BMV蛋白質を発現することができる発現カセ
ットを含むアグロバクテリウム(Agrobacterium)形質転換ベクターの例を示す
FIG. 2 shows an example of an Agrobacterium transformation vector containing an expression cassette capable of expressing a 1a and / or 2a BMV protein.

【図3】 宿主植物細胞を形質転換するために作製されたいくつかのアグロ
バクテリウムベクターを示す(黒い四角はT-DNA境界領域を示す)。
FIG. 3 shows several Agrobacterium vectors created to transform host plant cells (black squares indicate T-DNA border regions).

【図4】 BMV RNA3送出および複製の一般的メカニズムを示す。FIG. 4 shows the general mechanism of BMV RNA3 delivery and replication.

【図5】 本明細書に含まれる開示に従って用いることができるDNA送出プ
ラットフォームを示す。BMVおよびCCMVの表示は、シス作用エレメントを示す。
FIG. 5 illustrates a DNA delivery platform that can be used in accordance with the disclosure contained herein. BMV and CCMV designations indicate cis-acting elements.

【図6】 本明細書に含まれる開示に従って用いることができるDNA送出プ
ラットフォームを示す。
FIG. 6 illustrates a DNA delivery platform that can be used in accordance with the disclosure contained herein.

【図7】 本明細書に含まれる開示に従って用いることができるDNA送出プ
ラットフォームを示す。
FIG. 7 illustrates a DNA delivery platform that can be used in accordance with the disclosure contained herein.

【図8】 本明細書に含まれる開示に従って用いることができるDNA送出プ
ラットフォームを示す。
FIG. 8 illustrates a DNA delivery platform that can be used in accordance with the disclosure contained herein.

【図9】 DNA送出プラットフォームを植物細胞に輸送するためのアグロバ
クテリウムベクターを示す(白い三角はT-DNA境界領域を示す)。
FIG. 9 shows an Agrobacterium vector for delivering a DNA delivery platform to plant cells (open triangles indicate T-DNA border regions).

【図10】 本明細書に含まれる開示に従って用いることができるDNA送出
プラットフォームを示す。 図5〜10の記号 35S=CaMV35Sプロモーター t=終結/ポリA+配列 Rz=リボザイム NOS=NOSプロモーター OOA=集合起点 FG=外来遺伝子
FIG. 10 illustrates a DNA delivery platform that can be used in accordance with the disclosure contained herein. Symbols in FIGS. 5 to 10 35S = CaMV35S promoter t = termination / poly A + sequence Rz = ribozyme NOS = NOS promoter OOA = origin of assembly FG = foreign gene

【図11】 BMV複製因子は、プロトプラストにおける有効なRNA3複製を支
持することを示す。
FIG. 11 shows that BMV replication factors support efficient RNA3 replication in protoplasts.

【図12】 プロトプラストにおける送出されたBMV RNA3の効率的な複製を
示す。
FIG. 12 shows efficient replication of delivered BMV RNA3 in protoplasts.

【図13】 タバコ(N. tabacum)およびN. ベンタミアナ(N. benthamian
a)におけるBMV 1aおよび2a mRNAのトランスジェニック発現を示す。
FIG. 13. Tobacco (N. tabacum) and N. benthamian (N. benthamian)
FIG. 2 shows the transgenic expression of BMV 1a and 2a mRNA in a).

【図14】 (1a+2a)トランスジェニック植物における送出されたBMV RN
A3の効率的な複製を示す。
FIG. 14. (1a + 2a) BMV RN delivered in transgenic plants
4 shows efficient replication of A3.

【図15】 (1a+2a)トランスジェニック植物における送出されたBMV RN
A3からの成功したGUS発現を示す。
FIG. 15. (1a + 2a) Delivered BMV RN in transgenic plants
Figure 2 shows successful GUS expression from A3.

【図16】 プロトプラストにおける送出されたBMV RNA3からの成功したGU
S発現を示す。
FIG. 16. Successful GU from delivered BMV RNA3 in protoplasts
S expression is shown.

【図17】 (1a+2a)トランスジェニック植物における送出されたBMV RN
A3からの成功したGFP発現を示す。
FIG. 17. (1a + 2a) Delivered BMV RN in transgenic plants
Figure 9 shows successful GFP expression from A3.

【図18】 プロトプラストにおける送出されたBMV RNA3からの成功したGF
P発現を示す。
FIG. 18. Successful GF from delivered BMV RNA3 in protoplasts
Shows P expression.

【図19】 アグロバクテリウム接種を用いて、(1a+2a)トランスジェニ
ックN. ベンタミアナ(N. benthamiana)における送出されたBMV RNA3の効率的
な複製を示す。
FIG. 19 shows efficient replication of delivered BMV RNA3 in (1a + 2a) transgenic N. benthamiana using Agrobacterium inoculation.

【図20】 (1a+2a)トランスジェニック植物における、SHMVコート蛋白
質を有する送出されたBMV RNA3からの成功したGUS発現を示す。
FIG. 20 shows (1a + 2a) successful GUS expression from delivered BMV RNA3 with SHMV coat protein in transgenic plants.

【図21】 送出されたBMVが(1a+2a)トランスジェニック植物において
複製すること、細胞間を移動すること、そして長距離に拡散することを示す。
FIG. 21 shows that delivered BMV replicates, translocates between cells, and spreads long distances in (1a + 2a) transgenic plants.

【図22】 (1a+2a)トランスジェニックN. ベンタミアナ(N. benthami
ana)からの子孫へのBMV RNA3 DNA送出プラットフォームのトランスフェクショ
ン、および送出されたRNA3の根における局在を示す。
FIG. 22: (1a + 2a) Transgenic N. benthami
5 shows transfection of the BMV RNA3 DNA delivery platform into progeny from ana) and localization in the root of the delivered RNA3.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 5/10 C12N 5/00 A (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AE,AL,AU,BA,BB,BG,BR ,CA,CN,CU,CZ,EE,GD,GE,HR, HU,ID,IL,IN,IS,JP,KP,KR,L C,LK,LR,LT,LV,MG,MK,MN,MX ,NO,NZ,PL,RO,SG,SI,SK,SL, TR,TT,UA,UZ,VN,YU,ZA (72)発明者 ジャーマン トーマス エル アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 オラ ンデイル サンディ ロック ロード 1671 (72)発明者 アークゥイスト ポール ジー. アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 マデ ィソン ブラッフ ストリート 3106──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C12N 5/10 C12N 5/00 A (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK , ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR) , NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU) , TJ, TM), AE, AL, AU, BA, BB, BG, BR, CA, CN, CU, CZ, EE, GD, GE, HR, HU, ID, IL, IN, IS, P, KP, KR, LC, LK, LR, LT, LV, MG, MK, MN, MX, NO, NZ, PL, RO, SG, SI, SK, SL, TR, TT, UA, UZ, VN , YU, ZA (72) Inventor German Thomas El. Orandale Sandy Rock Road 1671, Wisconsin, United States of America 1671 (72) Inventor Arkist Paul G. 3106 Madison Bluff Street, Wisconsin, United States

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 a)改変したウイルスRNA分子をコードするポリヌクレオチド
分子と、 b)DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターとを含む、 DNA送出プラットフォーム(DNA-launching platform)。
1. A DNA-launching platform comprising: a) a polynucleotide molecule encoding a modified viral RNA molecule; and b) a DNA-dependent RNA polymerase promoter.
【請求項2】 少なくとも1つのシス作用エレメントをコードする配列をさ
らに含む、請求項1記載のDNA送出プラットフォーム。
2. The DNA delivery platform of claim 1, further comprising a sequence encoding at least one cis-acting element.
【請求項3】 リボザイム配列をさらに含む、請求項1記載のDNA送出プラ
ットフォーム。
3. The DNA delivery platform of claim 1, further comprising a ribozyme sequence.
【請求項4】 終結配列をさらに含む、請求項1記載のDNA送出プラットフ
ォーム。
4. The DNA delivery platform of claim 1, further comprising a termination sequence.
【請求項5】 制限酵素部位をさらに含む、請求項1記載のDNA送出プラッ
トフォーム。
5. The DNA delivery platform of claim 1, further comprising a restriction enzyme site.
【請求項6】 改変されたRNA分子が外因性RNAセグメントを含む、請求項1
記載のDNA送出プラットフォーム。
6. The method of claim 1, wherein the modified RNA molecule comprises an exogenous RNA segment.
The described DNA delivery platform.
【請求項7】 DNA依存性RNAポリメラーゼプロモーターが植物細胞において
機能することができる、請求項1記載のDNA送出プラットフォーム。
7. The DNA delivery platform according to claim 1, wherein the DNA-dependent RNA polymerase promoter is capable of functioning in a plant cell.
【請求項8】 以下の段階を含む、1つまたはそれ以上の細胞の遺伝子型ま
たは表現型を改変する方法: a)改変されたウイルスRNAをコードするポリヌクレオチド分子を含むDNA送出プ
ラットフォームを得る段階;および b)1つまたはそれ以上の細胞に該DNA送出プラットフォームをトランスフェクト
し、該ポリヌクレオチド分子が転写されて、それによって複製可能なRNA転写物
を製造する段階。
8. A method for modifying the genotype or phenotype of one or more cells, comprising the steps of: a) obtaining a DNA delivery platform comprising a polynucleotide molecule encoding a modified viral RNA. And b) transfecting one or more cells with the DNA delivery platform, wherein the polynucleotide molecule is transcribed, thereby producing a replicable RNA transcript.
【請求項9】 少なくとも1つのトランス作用因子をコードする、少なくと
も1つのポリヌクレオチド分子を有する細胞を予め形質転換する段階をさらに含
む、請求項8記載の方法。
9. The method of claim 8, further comprising the step of pre-transforming cells having at least one polynucleotide molecule encoding at least one trans-acting factor.
【請求項10】 トランス作用因子を導入する段階をさらに含む、請求項8
記載の方法。
10. The method of claim 8, further comprising introducing a trans-acting factor.
The described method.
【請求項11】 トランス作用因子を導入する段階が、該トランス作用因子
をコードするヌクレオチド配列を含む発現プラスミドの同時トランスフェクショ
ンを含む、請求項10記載の方法。
11. The method of claim 10, wherein introducing the trans-acting factor comprises co-transfection of an expression plasmid comprising a nucleotide sequence encoding the trans-acting factor.
【請求項12】 トランス作用因子を導入する段階が、該トランス作用因子
をコードするRNA転写物の同時トランスフェクションを含む、請求項10記載の方
法。
12. The method of claim 10, wherein introducing the trans-acting factor comprises co-transfection of an RNA transcript encoding the trans-acting factor.
【請求項13】 トランス作用因子が安定的に発現される、請求項10記載の
方法。
13. The method of claim 10, wherein the trans-acting factor is stably expressed.
【請求項14】 改変されたウイルスRNAが外因性RNAセグメントを含む、請
求項8記載の方法。
14. The method of claim 8, wherein the modified viral RNA comprises an exogenous RNA segment.
【請求項15】 DNA送出プラットフォームがリボザイム配列を含む、請求
項8記載の方法。
15. The method of claim 8, wherein the DNA delivery platform comprises a ribozyme sequence.
【請求項16】 DNA送出プラットフォームがプロモーターを含む、請求項
8記載の方法。
16. The method of claim 8, wherein said DNA delivery platform comprises a promoter.
【請求項17】 DNA送出プラットフォームが終結配列を含む、請求項8記
載の方法。
17. The method of claim 8, wherein the DNA delivery platform comprises a termination sequence.
【請求項18】 DNA送出プラットフォームが制限酵素部位を含む、請求項
8記載の方法。
18. The method of claim 8, wherein the DNA delivery platform comprises a restriction enzyme site.
【請求項19】 請求項8記載の方法によって製造され、改変された細胞。19. A cell produced and modified by the method according to claim 8. 【請求項20】 遺伝子型または表現型が改変された少なくとも1つの細胞
を含む植物または植物組織を製造する方法であって、該植物または植物組織の細
胞にDNA送出プラットフォームをトランスフェクトする段階を含み、該DNA送出プ
ラットフォームが、ポリヌクレオチド分子を転写して複製可能なRNA転写物を産
生するように、改変されたRNA分子をコードする該ポリヌクレオチドを含む方法
20. A method for producing a plant or plant tissue comprising at least one cell with an altered genotype or phenotype, comprising transfecting a cell of the plant or plant tissue with a DNA delivery platform. The method wherein the DNA delivery platform comprises the polynucleotide encoding an RNA molecule that has been modified to transcribe a polynucleotide molecule to produce a replicable RNA transcript.
【請求項21】 改変されたRNA分子が外因性RNAセグメントを含む、請求項
20記載の方法。
21. The modified RNA molecule comprises an exogenous RNA segment.
Method according to 20.
【請求項22】 DNA送出プラットフォームがリボザイム配列を含む、請求
項20記載の方法。
22. The method of claim 20, wherein said DNA delivery platform comprises a ribozyme sequence.
【請求項23】 DNA送出プラットフォームがプロモーターを含む、請求項2
0記載の方法。
23. The DNA delivery platform comprises a promoter.
Method according to 0.
【請求項24】 DNA送出プラットフォームが終結配列を含む、請求項20記
載の方法。
24. The method of claim 20, wherein the DNA delivery platform comprises a termination sequence.
【請求項25】 DNA送出プラットフォームが制限酵素部位を含む、請求項2
0記載の方法。
25. The DNA delivery platform comprises a restriction enzyme site.
Method according to 0.
【請求項26】 請求項8記載の方法によって製造され、改変された少なく
とも1つの細胞を得る段階、および該改変された細胞を、それによって植物がそ
こから再生されるような条件下に置く段階を含む、遺伝子型または表現型が改変
された植物を製造する方法。
26. Obtaining at least one modified cell produced by the method of claim 8, and subjecting said modified cell to conditions whereby a plant is regenerated therefrom. A method for producing a plant whose genotype or phenotype has been modified, comprising:
【請求項27】 請求項26記載の方法によって製造された植物。27. A plant produced by the method of claim 26. 【請求項28】 請求項27記載の植物の子孫である植物。28. A plant that is a progeny of the plant of claim 27. 【請求項29】 植物または植物組織が、少なくとも1つのトランス作用因
子をコードするポリヌクレオチド分子で形質転換した1つまたはそれ以上の細胞
を含み、該ポリヌクレオチド分子を発現する、請求項20記載の方法。
29. The method of claim 20, wherein the plant or plant tissue comprises one or more cells transformed with a polynucleotide molecule encoding at least one trans-acting factor and expresses the polynucleotide molecule. Method.
【請求項30】 改変されたウイルスRNA分子が、少なくとも1つのトランス
作用因子をコードするポリヌクレオチド分子によって形質転換された、1つまた
はそれ以上の細胞のみで複製することができる、請求項29記載の方法。
30. The modified viral RNA molecule is capable of replicating only in one or more cells transformed by a polynucleotide molecule encoding at least one trans-acting factor. the method of.
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